配电变压器无弧有载自动调容仿真分析.pdf

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1、第27卷第2期2242011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．2Feb．201l配电变压器无弧有载自动调容仿真分析朴在林，王冬冬，郑钰(沈阳农业大学信息与电气工程学院，沈阳110866)摘要：对配电变压器的有载自动调容技术进行了论述，提出了以电力电子开关为关键部件的无弧有载自动调容技术新方案，该方案以反并联大功率耐高压晶闸管作为调容开关，克服了机械式调容开关结构复杂、体积大、故障率高的缺点。探讨了配电变压器实现无弧有载自动调容的关键技术，利用电力系统仿真工具PSCAD／EMTDC建立了无弧有载调容方案的仿真模型，

2、对电力电子开关实现自动调容进行了仿真分析，验证了所提方案的可行性。为农村和城市配电网配电变压器实施有效的季节性调容和峰谷调容提供了解决办法。关键词：有载调容，配电变压器，电力电子开关，仿真doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．02．038中图分类号：TM402文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-02—0224-06朴在林，王冬冬，郑钰．配电变压器无弧有载自动调容仿真分析[J】．农业工程学报，2011，27(2)：224--229．PiaoZailin,WangDongdong，ZhengYu．Simulati

3、onanalysisofarelesson-loadautomaticcapacityregulatingfordistributiontransformer[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(2)：224--229．(inChinesewithEnglishabstract)0引言农村电网的降损节能工程对促进农村经济的发展以及创建节约型社会将产生巨大的影响。目前中国的农村电网配电变压器损耗还相当严重，农村电网负荷具有季节性变化大、用电集中、峰谷差大、年利用小时数低的特点。在农忙用电集中季节，变压器过载运行现象严重，有时甚至出

4、现200％过负载运行现象；而在用电淡季，变压器负荷率较低，常出现“大马拉小车”现象，空载损耗相对增加，造成大量不必要的电力资源浪判M】；城市电网负荷峰谷用电量差异更加明显，其用电负荷峰谷轮换更加频繁，对供电的可靠性要求更高。因此合理根据负荷峰谷轮换实时调整配变压器容量，提高配电变压器平均负载率，是实现配电网降损节能的行之有效的途径。中国大部分地区使用了无载调容变压器，但是由于需要人工停电调节，使用很不方便。并且多数电工不能掌握正确的使用方法，谷负荷时并没有调到小容量运行，调容功能在使用中并没有得到充分利用；峰负荷时，又不能及时调节到大容量，因此常出现因调节不

5、及时造成烧毁变压器事故。现有的有载调容变压器采用机械式调容开关，其结构复杂，切换时产生电弧，故障率高，调节速度缓慢等缺点，不适用于频繁调节。随着电力电子技术的快速发展，其可靠性逐渐提高，成本也在大幅下降。采用微处理器直接控制电力电子开关实现容量切换成为可能降51，电力电子器件作为调容开关调节迅速，调节效果会明显优于机械式的有载调容开关[3】。快速无弧化收稿日期：2010-07．14修订日期：2010-09—13作者简介：朴在林(1955一)，男(朝鲜族)，教授，博士生导师，中国农业工程学会会员(B04120002IS)，主要从事地方电力系统及其自动化方面的理

6、论和技术研究．沈阳沈阳农业大学信息与电气工程学院，110866．Emaihpiaozl@china．com的电力电子调容技术取代传统的机械式调容技术，是该领域的发展趋势。1有载调容变压器的调容节能原理目前，已有的有载调容变压器都只有一大一小2个容量，可以根据负荷的变化调整在不同的容量下运行。主要采取通过调容开关改变绕组联结方式来实现容量的调节，其方法有串并联调容、D．Y调容。D．Y变换调容配电变压器绕组联结如图1，在大容量时，三相高压绕组三角形连接(D)，小容量时星形连接m。每相低压绕组由三部分组成：一段是27％匝数的线段(I段)，另外的73％匝数的线段由两

7、根导线并绕而成两组(II、Ⅲ段)，每组导线的截面约为I段导线截面的一半。大容量时II、III段并联后再与I段串联，小容量时三段全部串联。若由大容量调为小容量，低压绕组匝数增加(匝数为大容量时173％)，同时高压绕组处于Y接法而每相电压降低(为原来1／43)，由于其匝数增加与电压降低的倍数相当，可保证电压比不变M。这样，大容量调为小容量时，高压侧D-Y联结，低压侧并．串联联接，联结组别则为Dynll-Yyn0。iiiDynll(大容量时)删小容量时)图l调容变压器的结构原理Fig．1Structureofon-loadcapacityregulatingtra

8、nsformer凼瓣一枷娟第2期朴在林等：配电变压器