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智能调容调压变压器在农网配电台区的智能化应用

电动平车调压器怎样调 电动平车 2022-03-10 15:00

目前现有农网配电台区用电具有季节性强,用电集中的特点。农村用电主要集中在夏、秋两季,主要是电灌、农业生产用电、农副产品加工等。大约占全年用电量的80%,其余季节主要是照明用电。在农忙用电集中季节,变压器过载运行现象严重,有时甚至出现200%过负载运行现象;而另一方面在用电淡季,负载率又低于30%,出现了“大马拉小车”的现象,那我们如何解决这些问题呢?智能调容调压变压器能否解决这些问题呢?我们拭目以待。

一、智能调容调压变压器出现的背景

1)农网配电变压器在实际运行过程中,空载和轻载时间长,空载损耗较高;负荷波动大,负荷高峰时影响变压器运行安全配电台区的时段性高峰一般出现在每日早饭时段和晚间娱乐时段。

2)农网配电台区保护不可靠,易发生越级跳闸事故配电台区常规采用跌落式熔断器作为台区的速断保护,低压侧塑壳断路器对用户负荷进行过流和速断的简单保护,而塑壳断路器一般配置额定电流较大,失去了过载保护能力,过载时间过长会导致配变烧毁;而台区或低压负荷故障又因速断保护不可靠常越级跳闸致整条线路大面积停电,甚至导致配变烧毁。

3) 无功补偿效果差 ,农网配电台区长期小负荷运行,传统补偿装置电容最低级差10~20kvar 不能投入,补偿装置利用率极低。

4)农村台区用电电压合格率低 ,配网末端用户距变电站较远,为避免出现电压偏低,设备无法正常运行的情况,兼顾末端负荷,需调高变电站出口电压,这就导致线路首端轻载时电压过高,用电设备寿命缩短,而且配变损耗大幅增加。

5)管理方式粗放,目前农村配电台区分布点多面广,负荷控制全靠人工现场操作,不具备配电自动化基础,运行管理维护仍有很大提升空间。

针对以上这些情况,供电公司在负荷变化较大的农村台区引入了具备自动调容、自动调压、远程控制、微机保护、级差 1kvar 精细无功自动补偿、防窃电计量及无线“四遥”功能的新型智能化配电变压器,即调容调压配电变压器,开展农村配电网智能化建设工作。

二、智能调容调压变压器的概念和基本原理

智能调容调压配电变压器是一种具有大小两个容量,并可根据负荷大小,利用特制的调容开关来变换绕组的联结方式,进行无励磁调整运行容量的配电变压器。自动调容调压组合式变压器通过自动调压、自动调容、级差1kvar 精细无功补偿的手段实现变压器台区降损,提高供电质量。

1) 调容是什么意思呢?我们常用的变压器容量是根据负荷大小设计人员经过验算设计的容量,厂家按设计的容量生产的,一台变压器的容量是固定不变的。那调容是怎么回事呢?调容配电变压器是一种具有大小两个容量,并可根据负荷大小,利用特制的调容开关来变换绕组的联结方式,进行无励磁调整运行容量的配电变压器。

例如:Y-D变换调容配电变压器在大容量时,三相高压绕组接成角形(D),小容量时三相高压绕组接成星形(Y)。每相低压绕组由三部分组成:一是27%匝数的线段(Ⅰ段),另外的73%匝数的线段由2(或其倍数)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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三段全部串联。若由大容量调为小容量,低压绕组匝数增加,同时高压绕组处于Y接法而每相电压降低,且其匝数增加与电压降低的倍数相当,可保证电压比不变。这样,大容量调为小容量时,高压侧D→Y联结,低压侧并→串联,联结组别则Dyn11 →Yyn0,示意如下图。

调容配电变压器联结示意图

高压绕组D-Y联结的转换、各分接的调整以及低压绕组并、串联的转换均由调容开关完成。开关上面标有“1、2、3、4、5、6”六个档位数字,分别表示调容变压器的“大容量时+5%分接、额定分接、-5%分接、小容量时+5%分接、额定分接、-5%分接”六种运行状态。在开关体上,有高压和低压两段,开关与绕组的接线如下图所示。

自动调容变压器,能够根据负荷大小自动调节容量,使变压器在负荷低谷期自动运行在小容量档,轻载时其空载损耗大大降低,小容量空载有功损耗小于大容量时的1/3,节能效果显著。以200kVA台区为例,与S9型传统配变相比,智能型配变年节能约6000千瓦时。

2)自动调压可以减少因用户或线路负荷不稳定引起电压波动,提升供电质量,延长设备寿命,解决了配电网负荷峰谷时段电压合格率低的问题。 其中精确微机保护功能实现精确过流、速断保护,保护定值连续可调,解决了常规配电台区因保护不精确而越级跳闸或烧毁配变的问题。

传统调压开关是由电机旋转通过传动机构缓慢调节(动作时间一般需要十几秒),而且体积大,价格高,使用复杂,一般应用在110kV或35kV主变,难以使用在10kV配电台区。

智能调压变压器中使用的新型调压开关是通过永磁真空开关和专用转换开关组合实现快速调压。这种方式具有体积小、转换速度快(小于100ms)、转换过程中无弧光的优点,是配电台区理想的自动调压装置。

3)远程可控功能:智能调容调压变压器配合《配电运行管理系统》实时监测和无线“四遥”,支持电动操作,并可通过后台软件遥控停送电、查看装置运行数据,查看和修改定值。通过对设备运行数据的统计分析,自动计算设备运行的节能效果。同时采集配电管理终端上传的开关信号、参数阈值、各种故障报警信息、自动生成趋势曲线、数据报表等,为工作人员进行决策决断依据。此外远程售电功能配置远程管理终端,通过GPRS无线网络,可实现远程预付费用电管理功能。

三、智能调容调压配电变压器的产品组成

1)基本构件:基本型智能配电变压器由变压器本体、智能控制单元两部分组成。变压器本体内部集成调容开关(低压绕组的串并联,高压接线星三角)、调压开关(高压分接头)、远程可控开关,本体侧面集成的智能控制单元箱内设置低压配电管理终端。标准型变压器增加兼三相有功不平衡调节的36级精细无功补偿,独特的低压防窃电护罩,计量表位和低压配电计量部件。

注: 序号10 运行指示灯,从左到右依次为:运行状态(运行、报警、分闸、合闸)、调压档位指示(低、中、高)、变压器容量指示(小、大)。

序号17 4芯控制电源插头:二次耐压试验时需拔开并于试验后插好,否则可能损坏智能控制器(变压器低压绕组耐压试验标准高于辅助回路)。

2)基本型变压器原理图

3)变压器安装方法

四、智能调容调压变压器的优势

(1) 安装一台调容变压器比安装具有同容量的“母子变压器”造价低,并且在安装时,可以减少配电盘一套,计量箱一个,跌落式熔断器一组及横担、避雷器等器材,具有较好的经济性。

(2) 调容变压器的节能性较好,并且在小容量运行时的总损耗比相同容量的标准配电变压器的总损耗低得多。

(3) 调容变压器操作比较方便,只需要调整一下调容开关即可。在开关上面标有六个数字,分别表示变压器的六种运行状态,其中“1”、“2”、“3”为大容量运行状态,“4”、“5”、“6”为小容量运行状态,可以根据负荷情况和电网电压的需要进行调整。

 

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