试论电力变压器无弧有载调压技术

武志强（国网山西省电力公司孝义市供电公司，山西吕梁032300）

试论电力变压器无弧有载调压技术

武志强（国网山西省电力公司孝义市供电公司，山西吕梁032300）

当电力系统的电压偏差参数超过一定程度时，系统的正常运行会受到一定影响，即客户的供电需求无法得到有效满足。电力变压器无弧有载调压技术是控制这一现象的关键。本文从电力变压器的单相过渡过程入手，对电力变压器无弧有载调压技术进行分析和研究。

电力变压器；无弧有载调压技术；分析

1 电力变压器的单相过渡过程

以电力变压器的稳定运行状态为例，其等效电路如图1所示。假定图1中电路的k2和k1分别处于断开和闭合状态。当时间T为0时，将整个电力变压器接入调压绕组，并将k1和k2的当前状态调整为相反状态。

当电路中原边电流的差值为0时，被接入调压绕组的电阻与电感参数远远小于电路中主绕组的相关参数，因此其接入过程无法使得电力变压器一次侧电流产生暂态过程变化。因此可以认为：当电路中电流参数为0时，将调压绕组接入电路中无法使得电力变压器出现暂态变化[1]。

与电力变压器的整个电路相比，调压绕组的电感参数与电阻参数相对较小。当电力变压器处于运行状态时，调压绕组分担的电流参数相对较大，但电压参数相对较小。绕组中环流的出现会对电路产生冲击作用，进而影响晶闸管的使用性能以及有载调压过程的进行。当这种冲击作用达到一定程度时，电力变压器可能产生电压降落问题。为了避免这种现象的出现，应该加强对k1及k2开关的调节，即当处于过零点状态时，立即接通开关k2，同时将开关k1断开。此时，系统中的开关支路及调压绕组位置都无法出现环流，因此，电力变压器可以正常运行。

图1 基于稳定运行状态的电力变压器等效电路

2 电力变压器无弧有载调压技术的动态控制方法

在实际运行状态中，为了保证有载调压系统的正常运行，需要要求控制系统注重二次侧电压电流值的变化情况。该检测结果的作用在于：其能够通过逻辑判断过程完成电压值的合理整定操作。在这种情况下，该功能可以结合有载调压系统的实际需求通过电压信号的优化调整，保证电力变压器的正常运行，进而满足电力系统的安全、稳定运行需求[2]。

3 电力变压器无弧有载调压过程的仿真

这里分别从双向状态方面方面入手，对电力变压器无弧有载调压过程进行仿真分析：

就该方面而言，这里将双向状态电力变压器的仿真操作实现目标设定为：由原始的85%额定电压优化为110%额定电压。

电力变压器的仿真操作：利用二进制编码模式将变压器中的4个调压绕组仿真为1%额定电压、2%额定电压、4%额定电压、8%额定电压。整个仿真模型中起到关键调整作用的开关主要包含k11、k52及k0（晶闸管开关）。当k0处于接通状态时，电力变压器将会在主绕组的作用下进行；当该开关处于断开状态时，电力变压器将在4个调压绕组的作用下进行。此外，k11与k52的联合控制作用对象为调压绕组的电流。当这两个开关的状态发生变化时，调压绕组的电流方向会发生相应变化。

4 基于电子技术的有载调压方案

这里主要从以下几方面入手，对基于电子技术的有载调压方案进行分析：

4.1 晶闸管开关调压方面

晶闸管开关调压方案是在晶闸管制造工艺不断发展的基础上产生的。这种调压方案是指：将检测装置加设在系统的负载回路位置，使得系统的电流及电压参数处于被监控状态。除了基本的监控记录功能之外，检测装置还可以将获得的电流与电压参数结果传输至系统的微处理器部分，并与该部分形成一个闭环回路。当整个回路处于运行状态时，该回路可以对晶闸管的触发角产生良好的控制作用，该作用的产生使得整个系统的电压得到有效控制。该方案与传统调压方式的对比情况如表1所示。结合目前该方案的实际应用情况可知，影响这种调压方式推广的因素主要是成本因素[3]。

表1 晶闸管开关调压方案与传统调压方式的对比

4.2 机械式改进型调压方面

这种调压方案是指：将电子开关电路布设在机械式有载分接开关中。此时，整个系统的控制方式被调整为机械开关与电子开关联合控制模式。与原本的调压过程相比，这种联合控制模式能够更好地避免电力变压器在分接头转换操作中产生电弧。从本质角度来讲，由于机械式改进型调压方案使得机械开关的两端位置增加了一对处于反接状态的晶闸管。在电力变压器的实际运行过程中，当需要将系统中的某条支路断开时，处于反接状态的晶闸管可以被立即触发。因此，系统中产生的回路电流会从晶闸管通过，过零状态的出现使得晶闸管从触发状态转化成关断状态，进而实现部分电流的分担。就系统的机械触头位置而言，晶闸管的电流分担功能使得该位置的电流参数显著减小，因此电弧得到有效控制。

4.3 串接辅助线圈调压方面

这种调压方案是指：将升压变压器与三相变压器串联在一起，然后将升压变压器处于闲置状态的绕组与处于反接状态的晶闸管、变压器绕组连接起来。此时，当晶闸管的电流过零特性处于出发状态时，同相位电压参数将被叠加在变压器上，利用辅助电压办证叠加电压与系统原本电压参数的数值相同，进而实现对暂态过程及电弧的合理控制。

5 结语

从电力变压器以往的运行经验可知，电弧及调压操作中暂态过程的出现会从一定程度上影响变压器的正常运行。为了改善这种现象，可以将无弧有载调压技术作用在电力变压器中，以此保证客户用电需求的合理满足。能够实现该技术的方案主要包含晶闸管开关调压方案、串接辅助线圈调压方案、机械式改进型调压方案等。在实际选用过程中，应该根据具体的投资成本、电力变压器运行需求等选择最佳的方案。

[1]张凯,杨少辉.电力变压器无弧有载调压方案[J].电气技术,2015,10:55-58.

[2]胡群荣.大功率电力电子开关用于配电变压器无弧有载调压方案[J].电子世界,2013,24:46.

[3]董海波,王庆斌.电力变压器无弧有载调压技术的分析与讨论[J].中国新通信,2016,01:113.