有载调压变压器

　　变压器在负载运行中能完成分接头电压切换的变压器称为有载调压变压器。

　　供电变压器的任务是直接向负荷中心供应电力，一次侧直接接到主电压网(220 kV及以上)或接到地区供电电网(35～110 kV)。这类变压器不但向负荷提供有功功率，也往往同时提供无功功率，而且一般短路阻抗也较大。
　　随着地区负荷变化，如果没有配置有载调压变压器，供电母线电压将随之变化。因此，我国《电力系统技术导则(试行)》规定了“对110 kV及以下变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采用带负载调压方式”。
　　因此，对直接向供电中心供电的有载调压变压器，在实现无功功率分区就地平衡的前提下，随着地区负荷增减变化，配合无功补偿设备并联电容器及低压电抗器的投切，调整分接头，以便随时保证对用户的供电电压质量。

　　有载调压变压器虽存在一些不足，但只要我们在电网规划时进行全面的综合考虑，在系统受到扰动时合理调度，就能扬长避短，发挥其积极作用。下面是笔者对应用有载调压变压器的几点建议：
　　a) 对供电变压器，为提高用户供电质量，减低线损，宜采用有载调压方式。由于有载调压变压器无法改变系统的无功需求平衡状态，为避免引发电网电压崩溃，系统应有足够的无功容量。对电网及无功功率规划设计时，应进行综合考虑，提高网络电压强度。系统无功功率能分层分区就地平衡，优化配置并保持足够的事故备用容量，避免有载调压变压器动作引发电压崩溃，造成大面积停电。
　　b) 系统出现大扰动，引发电压大幅度下降时，调度员应及时采取措施，闭锁有载调压，并切除部分负荷，消除系统有功和无功缺额，或在系统中设置电压降低自动减负荷装置，抵消变压器控制产生的负面影响，快速动作，限制局部扰动发展为全网或主网事故。
　　c) 根据《电力系统技术导则》规定，除了在电网电压可能有较大变化的220 kV及以上的降压变压器及联络变压器(例如接于出力变化大的电厂或接于时而为送端，时而为受端的母线等)时，可采用带负荷调压方式外，一般不宜采用带负荷调压方式。
　　d) 对高电压大容量变压器(包括升压变压器和联络变压器)，为提高本身的可靠性，防止谐振过电压，也应尽可能不用分接头，必要时也仅用调节范围不大的无载调压方式，在变压器内采用氧化锌避雷器作吸收过电压保护。
　　e) 对两台并联运行的有载调压变压器，容许在85%变压器额定负荷电流及以下的情况时进行分接头变换操作，对85%以上的情况应闭锁分接头变换。另外，必须设置可靠的失步保护，确保两台变压器同步切换。
　　f) 严格执行“电力系统电压和无功电力管理条例”。对变压器分接头，按照其电压管理范围，分级管理。各级电力调度部门应根据负荷及潮流的变化，准确下达调整有载调压变压器分接头动作命令，以改善电压质量。在变化了的分接头电压等级下，自动进行无功补偿的投切，以达到系统电压和无功功率的全面优化管理。

　　不能改变无功需求平衡状态
　　当系统无功功率缺额时，负荷的电压特性可以使系统在较低电压下保持稳定运行，但如果无功功率缺额较大时，为保持电压水平，有载调压变压器动作，电压暂时上升，将无功功率缺额全部转嫁到主网，从而使主网电压逐渐下降，严重时可能引发系统电压崩溃。因为这个原因，世界上有几次大停电事故：例如1983年12月27日的瑞典大停电事故；1987年7月23日的日本东京电力系统停电事故。这几次大事故都造成了极大的损失。瑞典大停电事故使南部系统全停电，停电负荷11 400 MW，占整个系统负荷的67%，电网全部恢复时间用了7 h 以上，事故损失2～3亿瑞典克 郎，约3 000 ～5 000万美元。日本东京大停电事故停电8 168 MW，影响用户280万户，停电时间最长达3 h 21 min，两个500 kV变电站及一个275 kV变电站全站停电，影响日本13条铁路线停运达3 h 50 min，东京地铁及私营铁路停运长达3 h，自来水中断，银行计算机系统中断，造成社会生活混乱。
　　影响变压器运行的可靠性
　　变压器配置有载调压分接头，降低了变压器运行的可靠性。 1982年，国际大电网会议变压器委员会提出过一份报告，特别指出了带负荷调节电压的分接头，不仅自身不可靠，同时还增加了变压器整体设计的复杂性。此外，有载调压变压器[1]  由于带负荷调整电压，不可避免地产生电弧，其积聚游离变压器油使有载调压变压器中的瓦斯冒出，有时还会引起误动作或误发信号。因此，大容量变压器配置了有载调压分接头，的确给变压器的可靠运行造成了一定的影响。
　　加大投资及运行费用
　　变压器配置了有载调压分接头后，体积上要比同容量的变压器大，不仅增加了变压器的投资，同时也增加了运行维护费用，另一方面在检修调压箱时，停电所需时间也较长。例如，一台SCZ-800/10型10 kV干式有载调压变压器约30万元，而一台SC-800/10型10 kV无载调压变压器才约20 万元，增加了投资约1/3。一台110 kV，40 MVA有载调压主变压器约155万元，比相同容量无载调压变压器的设计更为复杂，价格也相对较高。另外，频繁动作有载分接开关及其传动机构也增加了运行管理及维护费用。