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摘 要：针对电力系统中110kV及以上主变压器有载调压系统在档位调节时无法正常调档以及无法正常闭锁有载调压系统的不足，结合主变压器有载调压的设计原理，对主变压器有载调压控制回路中的不足展开了详尽的探讨，探讨后发现有载调压控制回路的不足，是由于回路设计引起的。在本文中，我们首先对有载调压变压器的工作原理及其优缺点进行了概述，在此基础上，对主变压器有载调压控制回路优化及改进进行了研究。
关键词：主变压器；有载调压控制回路；优化改进
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0089-02
1 引 言
电压作为反映电能质量的重要指标，其质量的优劣直接影响着电力设备的使用寿命，同时还影响着电力系统的安全运行。电压过高会缩短电力设备的使用寿命，并为电力设备带来安全隐患；而电压过低则会对电网的稳定安全运行产生一定的影响。为满足电力设备电压要求及电网运行稳定要求，大多数变电站都将无励磁调压变压器更换成了有载调压变压器，怎样使这些变压器的稳压、调压作用得以最大程度的发挥，成了电力部门重点关注的对象。
2 有载调压变压器工作原理与优缺点
2.1 工作原理
变压器出线侧电压的波动来自两个方面：①进线电源的电压波动；②用电负荷变化引起电压降的变化。若电网中没有调压措施，则线路末端电压波动可达20%以上。负载的变化直接影响变压器出线侧的电压。在变压器容量不变的情况下，负载小，变压器出线侧的电压偏高；负载大，变压器出线侧电压则偏低。严重时，将造成停电事故。有载调压变压器可以结合系统的具体运行状况，在带负荷的情况下随时转换分接开关，确保电压的质量，并且分接头的数量比较多，所调节的范围也非常大。在使用有载调压变压器时，能够结合最小负荷以及最大负荷时的分接头电压来选取各自合理的分接头，这样就能够合理改变二次电压的变化程度。变压器的高压侧绕组终端区每相隔一定的线匝就抽出来一个接头，然后将电源接在不相同的抽头上，高压绕组的有效匝数就随抽头的变化而变化，而低压绕组的匝数是一定的，这样一来，低压绕组的电压就能够随高压绕组抽头的变化而变化。有载调压是将高压侧绕组分接头连接到具有灭弧能力的开关，并通过遥控手动调节或自动调节高压侧绕组的分接头，以达到调节的作用。
2.2 载调压器的优点
2.2.1 保持电压稳定
变压器及输电线路均存在一定的阻抗，在电能的传输过程当中，会发生电压下降的现象，并伴随着使用者的改变而改变，电压自身产生的浮动加上使用者侧负荷拉动电压的上下浮动，会导致电压产生相对较大的变化。在配电系统中，配电变压器的主要任务是直接给用电负荷提供电能，配备有载调压的变压器，在电压变动超出规定值的时候，有载调压变压器的情况下就会有一定程度的延迟效应，所以要对电压进行相应的调整，确保电压保持在质量范围内。
2.2.2 提高电网的经济意义
有载调压变压器有确保电网处于高压水平工作的功能，使得无功功率的分配得到改善，线路损坏的几率会降低，以此经济效益会增强。电压质量提高了，用电设备的使用寿命大大延长，特别是计算机及精密仪器不会因为电压过高或过低而产生损坏的情况；避免了用户分散安装大量感应调压器、饱和电抗器、铁磁谐振稳压器、补偿式稳压器等调压设备而造成的浪费现象。
2.3 有载调压变压器的缺点
2.3.1 无法调节无功需求的平衡
在系统的无功功率不足的时候，电压的承载量特征能够使得在低电压情况里维持稳定的操作，然而当无功功率缺额很大的时候，为了维持正常的水准，有载调压变压器就会动作，电压就会提升，把无功功率缺额全都转接到主网，进而使得主网的电压慢慢降低，在严重的时候将会引起系统的电压崩溃。
2.3.2 降低变压器运行的可靠性
有载分接开关的内部结构非常复杂，在运行及操作过程中，其故障将会直接影响到变压器的正常工作。分接开关因为受到绝缘油及操作灭弧的影响，触头表面会出现烧损及氧化膜，引起触头之间的接触电阻增加，导致局部出现高温，进而损坏触头的表面。其故障的方式重点包含触头损烧、齿轮损坏、筒体爆炸以及档序错乱等等。近几年来，电力系统中就出现过由于变电站的变压器有载分接开关的档序混乱以及有载分接开关出现问题而引起的跳闸。
3 主变压器有载调压控制回路问题分析
如果变压器因为负荷采集不准确而发生有载调压档位动作，保护装置就能够通过闭锁其控制回路，来避免有载调压装置的误动作。在设计110kV及以上主变压器有载调压控制回路时，所使用的配置一般是以下两种类型：测控装置直接控制主变压器有载调压控制系统，如图1所示；在测控装置的输出触点与主变压器的有载调压控制回路结合之后，再控制主变压器有载调压系统，如图2所示。
（1）由图1、图2可知，由于将主变压器后备保护配置中的过负荷闭锁调压输出接点与测控装置或有载调压的档位控制器相接，如果主变压器由于过负荷运作而导致有载调压档位停止运作时，测控装置能够有效地控制输出闭锁及控制有载调压控制回路的输出，使其无法远程对有载调压进行档位操作，但因为主变压器有载调压自身的控制回路与过负荷闭锁的调压控制触点间没有建立相应的联系，工作人员还是能够对主变压器有载调压系统进行就地档位作业。因此，这种控制回路设计要想实现有载调压系统档位动作闭锁是有一定难度的，很难实现主变压器过负荷闭锁对有载调压异常的保护作用。
（2）如果有载调节压档位没有办法正常运行的时候，问题重点出现在主主体变压器有载调压控制的回路的次级设置方式当中，如图2所示。因为电压在不断的出现改变，主变压器的档位调节十分复杂，有些变电站需要每天调整齿轮位置十次以上，这很容易对有载调压控制器造成损坏，质量更好的有载调压控制器可以工作几个月，质量差只能起到短暂的作用，从图2中可以看出，测量和控制设备的控制输出与有载电压调节控制器之间存在“与”关联，如果有载调压控制器损坏，将直接引起主变压器的负载调节。压力位置调整使得电压参数无法满足电网的要求，从而严重干扰電压合格率的提高。
4 改进措施
为了弥补上述所阐述的缺陷，笔者给出了下述的改进方案：
（1）解除主变压器后备保护中的监控设备，有载调压控制器和阻断调压输出触点之间的连接，然后直接把过负荷闭锁调压输出触点接到有载调压系统自身的控制回路当中，结合图1以及图2，将“69，60”触点直接连接到有载调压系统的电源控制电路。当主变压器过载且禁止有载调压齿轮时，触点“69，60”被切断并断开。
（2）取消测量和控制设备的控制输出与有载调压控制器之间的连接，并将两者之间的环路改为“或”连接，如图3所示。因为输出触点的操作可靠性测量和控制设备相对较高，有载分接变速齿轮位置控制器的电源在正常运行时切断，控制输出装置用于控制主变压器负载时的输出。
5 结 语
综上所述，主变压器有载调压控制回路的优化有效避免了类似缺陷的反复发生，保证了主变压器有载调压齿轮控制的科学作用，使电压参数能够满足电网实时监测的要求，提高电压合格率，更好地改善主变压器的过载保护，提高变电站运行中主变压器的可靠和安全系数。
参考文献
[1]段新文.浅论主变压器无载调压开关改造为有载调压开关的可行性[J].中国科技信息，2011（10）.
[2]倪 怡，池俊锋，陈 伟.有载调压变压器并列运行控制技术[J].电工技术，2012（04）.
[3]张 华，杨 成.电力变压器现场运行与维护[M].北京：中国电力出版社，2015.
收稿日期：2018-8-4
作者简介：陈 攀（1989-），男，汉族，四川广安人，技师，助理工程师，本科，主要从事变电站一次设备检修工作。
关键词：主变压器；有载调压控制回路；优化改进
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0089-02
1 引 言
电压作为反映电能质量的重要指标，其质量的优劣直接影响着电力设备的使用寿命，同时还影响着电力系统的安全运行。电压过高会缩短电力设备的使用寿命，并为电力设备带来安全隐患；而电压过低则会对电网的稳定安全运行产生一定的影响。为满足电力设备电压要求及电网运行稳定要求，大多数变电站都将无励磁调压变压器更换成了有载调压变压器，怎样使这些变压器的稳压、调压作用得以最大程度的发挥，成了电力部门重点关注的对象。
2 有载调压变压器工作原理与优缺点
2.1 工作原理
变压器出线侧电压的波动来自两个方面：①进线电源的电压波动；②用电负荷变化引起电压降的变化。若电网中没有调压措施，则线路末端电压波动可达20%以上。负载的变化直接影响变压器出线侧的电压。在变压器容量不变的情况下，负载小，变压器出线侧的电压偏高；负载大，变压器出线侧电压则偏低。严重时，将造成停电事故。有载调压变压器可以结合系统的具体运行状况，在带负荷的情况下随时转换分接开关，确保电压的质量，并且分接头的数量比较多，所调节的范围也非常大。在使用有载调压变压器时，能够结合最小负荷以及最大负荷时的分接头电压来选取各自合理的分接头，这样就能够合理改变二次电压的变化程度。变压器的高压侧绕组终端区每相隔一定的线匝就抽出来一个接头，然后将电源接在不相同的抽头上，高压绕组的有效匝数就随抽头的变化而变化，而低压绕组的匝数是一定的，这样一来，低压绕组的电压就能够随高压绕组抽头的变化而变化。有载调压是将高压侧绕组分接头连接到具有灭弧能力的开关，并通过遥控手动调节或自动调节高压侧绕组的分接头，以达到调节的作用。
2.2 载调压器的优点
2.2.1 保持电压稳定
变压器及输电线路均存在一定的阻抗，在电能的传输过程当中，会发生电压下降的现象，并伴随着使用者的改变而改变，电压自身产生的浮动加上使用者侧负荷拉动电压的上下浮动，会导致电压产生相对较大的变化。在配电系统中，配电变压器的主要任务是直接给用电负荷提供电能，配备有载调压的变压器，在电压变动超出规定值的时候，有载调压变压器的情况下就会有一定程度的延迟效应，所以要对电压进行相应的调整，确保电压保持在质量范围内。
2.2.2 提高电网的经济意义
有载调压变压器有确保电网处于高压水平工作的功能，使得无功功率的分配得到改善，线路损坏的几率会降低，以此经济效益会增强。电压质量提高了，用电设备的使用寿命大大延长，特别是计算机及精密仪器不会因为电压过高或过低而产生损坏的情况；避免了用户分散安装大量感应调压器、饱和电抗器、铁磁谐振稳压器、补偿式稳压器等调压设备而造成的浪费现象。
2.3 有载调压变压器的缺点
2.3.1 无法调节无功需求的平衡
在系统的无功功率不足的时候，电压的承载量特征能够使得在低电压情况里维持稳定的操作，然而当无功功率缺额很大的时候，为了维持正常的水准，有载调压变压器就会动作，电压就会提升，把无功功率缺额全都转接到主网，进而使得主网的电压慢慢降低，在严重的时候将会引起系统的电压崩溃。
2.3.2 降低变压器运行的可靠性
有载分接开关的内部结构非常复杂，在运行及操作过程中，其故障将会直接影响到变压器的正常工作。分接开关因为受到绝缘油及操作灭弧的影响，触头表面会出现烧损及氧化膜，引起触头之间的接触电阻增加，导致局部出现高温，进而损坏触头的表面。其故障的方式重点包含触头损烧、齿轮损坏、筒体爆炸以及档序错乱等等。近几年来，电力系统中就出现过由于变电站的变压器有载分接开关的档序混乱以及有载分接开关出现问题而引起的跳闸。
3 主变压器有载调压控制回路问题分析
如果变压器因为负荷采集不准确而发生有载调压档位动作，保护装置就能够通过闭锁其控制回路，来避免有载调压装置的误动作。在设计110kV及以上主变压器有载调压控制回路时，所使用的配置一般是以下两种类型：测控装置直接控制主变压器有载调压控制系统，如图1所示；在测控装置的输出触点与主变压器的有载调压控制回路结合之后，再控制主变压器有载调压系统，如图2所示。
（1）由图1、图2可知，由于将主变压器后备保护配置中的过负荷闭锁调压输出接点与测控装置或有载调压的档位控制器相接，如果主变压器由于过负荷运作而导致有载调压档位停止运作时，测控装置能够有效地控制输出闭锁及控制有载调压控制回路的输出，使其无法远程对有载调压进行档位操作，但因为主变压器有载调压自身的控制回路与过负荷闭锁的调压控制触点间没有建立相应的联系，工作人员还是能够对主变压器有载调压系统进行就地档位作业。因此，这种控制回路设计要想实现有载调压系统档位动作闭锁是有一定难度的，很难实现主变压器过负荷闭锁对有载调压异常的保护作用。
（2）如果有载调节压档位没有办法正常运行的时候，问题重点出现在主主体变压器有载调压控制的回路的次级设置方式当中，如图2所示。因为电压在不断的出现改变，主变压器的档位调节十分复杂，有些变电站需要每天调整齿轮位置十次以上，这很容易对有载调压控制器造成损坏，质量更好的有载调压控制器可以工作几个月，质量差只能起到短暂的作用，从图2中可以看出，测量和控制设备的控制输出与有载电压调节控制器之间存在“与”关联，如果有载调压控制器损坏，将直接引起主变压器的负载调节。压力位置调整使得电压参数无法满足电网的要求，从而严重干扰電压合格率的提高。
4 改进措施
为了弥补上述所阐述的缺陷，笔者给出了下述的改进方案：
（1）解除主变压器后备保护中的监控设备，有载调压控制器和阻断调压输出触点之间的连接，然后直接把过负荷闭锁调压输出触点接到有载调压系统自身的控制回路当中，结合图1以及图2，将“69，60”触点直接连接到有载调压系统的电源控制电路。当主变压器过载且禁止有载调压齿轮时，触点“69，60”被切断并断开。
（2）取消测量和控制设备的控制输出与有载调压控制器之间的连接，并将两者之间的环路改为“或”连接，如图3所示。因为输出触点的操作可靠性测量和控制设备相对较高，有载分接变速齿轮位置控制器的电源在正常运行时切断，控制输出装置用于控制主变压器负载时的输出。
5 结 语
综上所述，主变压器有载调压控制回路的优化有效避免了类似缺陷的反复发生，保证了主变压器有载调压齿轮控制的科学作用，使电压参数能够满足电网实时监测的要求，提高电压合格率，更好地改善主变压器的过载保护，提高变电站运行中主变压器的可靠和安全系数。
参考文献
[1]段新文.浅论主变压器无载调压开关改造为有载调压开关的可行性[J].中国科技信息，2011（10）.
[2]倪 怡，池俊锋，陈 伟.有载调压变压器并列运行控制技术[J].电工技术，2012（04）.
[3]张 华，杨 成.电力变压器现场运行与维护[M].北京：中国电力出版社，2015.
收稿日期：2018-8-4
作者简介：陈 攀（1989-），男，汉族，四川广安人，技师，助理工程师，本科，主要从事变电站一次设备检修工作。