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[摘要]为了提高电能传输的范围和数量，变压器在电力系统中得到了广泛的应用，肩负着向终端客户提供电力的任务。目前配电变压器的电能损耗比较严重，这不利于我国资源节约型社会的构建，因此本文将对配电变压器多容量智能控制展开探究，以期为配变节能应用提供一些有益的参考。
关键词：配电变压器；节能降耗；多容量智能控制
中图分类号：TM421
配电变压器在电力系统中的使用非常广泛，从发电、输电、配电至用电的各个环节构成的电力系统来看，电能从发电厂输出到用户使用一般需要经过3～5次的变压过程。在广义的电力系统运行中，配电变压器所产生的电能损耗占据了发电量的10%，因此研究配电变压器的节能是实现我国节能降耗工作的重要环节。配电变压器多容量智能控制，尤其适合应用于具有很强季节性和负荷周期性波动较大的场所，节能效果比较明显，在农村配电网进行推广将具有较大的意义。
1. 配电变压器节能的研究现状
1.1 配电变压器节能的影响因素
配电变压器的损耗包括负载损耗和空载损耗，前者是指配电变压器在额定负载运行时，一、二次绕组流过额定电流，在绕组中产生的损耗；后者是指配电变压器在额定电压下，铁芯内因励磁电流引起磁通周期性变化时产生的损耗。一般说来，影响配电变压器节能的因素主要包括以下三个方面：
（1） 配电变压器自身的特性。配电变压器的负载损耗和空载损耗都与其自身的特性有关，如负载损失的功率随着系列从SJ1-S9的不断变化而减少，从S9开始基本处于固定不变的状态，以S9系列作为分界线。
（2） 配电变压器容量的选择。对于配电网中的变压器容量一般按照3～5年的负荷规划选择，同时要考虑变压器正常运行允许的过负荷能力。对于农村台区或者是城镇小区，变压器容量的选择非常重要，如果变压器容量过小，将会导致设备过负荷运行而损坏；如果变压器容量过大，将会导致设备的闲置而引起资源的浪费。
（3） 配电变压器配电的功率因数。研究表明，配电变压器采用0.85的功率因数运行时，将会比采用0.7的功率因数节约17%～20%的传输损失率；采用0.95的功率因数运行时，将会比采用0.7的功率因数节约25%～27%的传输损失率。
1.2 配电变压器低效运行的主要表现
配电变压器的节能除了使用高效低损耗的变压器外，还可以充分利用现有设备和原有资金条件，通过择优选择变压器的经济运行方式，变压器运行位置的优化组合和负载调整优化等措施，最大限度地降低变压器的电能损耗。但是目前由于缺乏统一的技术标准，而且还有人们习惯性的认识错误，导致配电变压器低效运行的现象普遍存在，主要表现在：凡是一台变压器能够承受的负载，就不能用两台运行；凡是小容量变压器能够承受的负载，就不用大容量变压器运行；如何判定变压器过轻负载的问题，长期以来都是以变压器容量利用率来进行划分，其结果是导致能源的浪费；认为变压器是高效运行的设备，开展经济运行没有潜力可挖；认为变压器的利用率越高，变压器损失的电能就越小。
2. 配电变压器多容量智能控制的实施分析
2.1 配电变压器多容量智能控制的方案分析
在有两台配电变压器并联运行的小区，通过采用轻退重投的方式是较为合理和有效的节能措施，然而目前小区配电变压器要么一直处于运行方式，不根据负荷变化对变压器运行方式进行改变；要么采用简单的人工方式来实现轻退重投。采用这两种方式，都将增大变压器的损耗，因此探究如何采用根据负荷变化来进行自动投切的控制方式就显得尤为重要了。
所谓配电变压器多容量智能控制，是指将两台配电变压器组成多容量配变台区，从而实现配电变压器多容量配置、自动切换、远方和就地的投切功能和配网自动化功能。如目前已经进行试点的海盐县供电局，该局根据电网的运行情况和配变接线模式，采用尽可能简化的配电变压器高低压接线方式来达到配电变压器多容量智能控制的要求，在该地区的城镇小区实施组合箱式变电站方案，在新农村聚集地区实施杆架式配变方案。
2.2 配电变压器多容量智能控制的设备分析
（1） 配电变压器的选择。要选择接线组别相同、调压范围的配变相同、性能卓越、变比相同、阻抗电压百分比相同的两台配电变压器，并且配电变压器的容量按照级差进行配置。
（2） 高压侧的选择。首先，海盐县供电局在城镇小区实施组合箱式变电站方案，该方案具有投资少且占地面积小、施工周期短、自动化程度较高、组合方式灵活多样、运行可靠性高和外观美观大方的优点。具体说来，采用两回进线的单母线连接，进线配置负荷开关，配电变压器高压侧配置负荷开关+熔断器组合。其次，海盐县供电局在新农村聚集地区实施杆架式配变方案，这样可以节约资金，具体操作时采用一回进线的单母线连接，进线不设分断设备，母变高压侧配置跌落式熔断器，子变配置真空断路器或者是断路器-隔離开关组合电器。
（3） 低压设备的选择。采用两回电源进线的单母线连线，电源进线设置隔离开关和断路器，配电变压器低压侧主断路器带电动操作机构；根据负荷变化的特点，配电变压器低压侧无功补偿采用智能化干式无功补偿装置。
（4） 配变多容量智能控制装置（SAS3106）。配变多容量智能控制装置安装在配电环网柜内，完成对两台配电变压器电流和电压的采集，实时计算无功、有功和功率因数等信息，同时获取配电变压器各个位置的开关状态、分接头位置和温度等信息，从而自动完成对两台配电变压器的投切操作。通过使用配变多容量智能控制装置，能够实现配电变压器多容量台区的“母变运行、子变运行、子母变并列运行”各种运行方式的自动控制。
（5） 直流电源和现场通信设置的选择。采用220V交流输入，输出电压为直流24V，同时设置免维护蓄电池12V×2节，容量为20AH。多容量变电站使用供电局配网自动化通信用EPON光网络与上级主站建立通信链路。
2.3 配电变压器多容量智能控制的功能分析
（1）通过配变多容量智能控制装置（SAS3106）来实现配电变压器多容量台区的智能控制。配变多容量智能控制装置（SAS3106）采用32位DSP和16位AD的硬件平台，能够精确测量两台配电变压器低压侧电流和电压，获取两台配电变压器的温度信息，监测直流信号，实时显示电流、电压、功率、功率因数和开关状态等运行信息，从而实现电缆线路欧变式“母子”智能化台区3种运行方式的自动控制。
（2）通过设备配置和配网自动化来确保配电变压器多容量台区的智能控制。在海盐县供电局的配变多容量智能控制方案中，高低压侧开关操作回路都有远方/就地切换功能，就地设分合闸按钮，并且配置高压开关操作机构未储能闭锁和高低压开关合闸闭锁等功能，从而进一步加强了配变多容量台区智能控制的安全性。与此同时，配变智能控制的终端通过配网光纤物理网络连入供电局配网自动化主站，从而实现“遥测、遥信、遥控”功能。
3. 小结
统计结果显示，变压器日最高负荷、年最高负荷与最低负荷相差3～4倍，因此研究如何通过配电变压器多容量智能控制来实现配电变压器多容量配置、自动切换、远方和就地的投切功能和配网自动化功能迫在眉睫。通过采用配电变压器多容量智能控制，不仅节能效果明显，而且能够装置和电气设备的使用寿命，因此非常适合在农村配电网进行推广。
参考文献：
[1]柳欣琪.变电所变压器经济运行分析[J].硅谷，2008（10）.
[2]陈德祥.配电变压器节能措施的探讨[J].科技与生活，2010（21）.
关键词：配电变压器；节能降耗；多容量智能控制
中图分类号：TM421
配电变压器在电力系统中的使用非常广泛，从发电、输电、配电至用电的各个环节构成的电力系统来看，电能从发电厂输出到用户使用一般需要经过3～5次的变压过程。在广义的电力系统运行中，配电变压器所产生的电能损耗占据了发电量的10%，因此研究配电变压器的节能是实现我国节能降耗工作的重要环节。配电变压器多容量智能控制，尤其适合应用于具有很强季节性和负荷周期性波动较大的场所，节能效果比较明显，在农村配电网进行推广将具有较大的意义。
1. 配电变压器节能的研究现状
1.1 配电变压器节能的影响因素
配电变压器的损耗包括负载损耗和空载损耗，前者是指配电变压器在额定负载运行时，一、二次绕组流过额定电流，在绕组中产生的损耗；后者是指配电变压器在额定电压下，铁芯内因励磁电流引起磁通周期性变化时产生的损耗。一般说来，影响配电变压器节能的因素主要包括以下三个方面：
（1） 配电变压器自身的特性。配电变压器的负载损耗和空载损耗都与其自身的特性有关，如负载损失的功率随着系列从SJ1-S9的不断变化而减少，从S9开始基本处于固定不变的状态，以S9系列作为分界线。
（2） 配电变压器容量的选择。对于配电网中的变压器容量一般按照3～5年的负荷规划选择，同时要考虑变压器正常运行允许的过负荷能力。对于农村台区或者是城镇小区，变压器容量的选择非常重要，如果变压器容量过小，将会导致设备过负荷运行而损坏；如果变压器容量过大，将会导致设备的闲置而引起资源的浪费。
（3） 配电变压器配电的功率因数。研究表明，配电变压器采用0.85的功率因数运行时，将会比采用0.7的功率因数节约17%～20%的传输损失率；采用0.95的功率因数运行时，将会比采用0.7的功率因数节约25%～27%的传输损失率。
1.2 配电变压器低效运行的主要表现
配电变压器的节能除了使用高效低损耗的变压器外，还可以充分利用现有设备和原有资金条件，通过择优选择变压器的经济运行方式，变压器运行位置的优化组合和负载调整优化等措施，最大限度地降低变压器的电能损耗。但是目前由于缺乏统一的技术标准，而且还有人们习惯性的认识错误，导致配电变压器低效运行的现象普遍存在，主要表现在：凡是一台变压器能够承受的负载，就不能用两台运行；凡是小容量变压器能够承受的负载，就不用大容量变压器运行；如何判定变压器过轻负载的问题，长期以来都是以变压器容量利用率来进行划分，其结果是导致能源的浪费；认为变压器是高效运行的设备，开展经济运行没有潜力可挖；认为变压器的利用率越高，变压器损失的电能就越小。
2. 配电变压器多容量智能控制的实施分析
2.1 配电变压器多容量智能控制的方案分析
在有两台配电变压器并联运行的小区，通过采用轻退重投的方式是较为合理和有效的节能措施，然而目前小区配电变压器要么一直处于运行方式，不根据负荷变化对变压器运行方式进行改变；要么采用简单的人工方式来实现轻退重投。采用这两种方式，都将增大变压器的损耗，因此探究如何采用根据负荷变化来进行自动投切的控制方式就显得尤为重要了。
所谓配电变压器多容量智能控制，是指将两台配电变压器组成多容量配变台区，从而实现配电变压器多容量配置、自动切换、远方和就地的投切功能和配网自动化功能。如目前已经进行试点的海盐县供电局，该局根据电网的运行情况和配变接线模式，采用尽可能简化的配电变压器高低压接线方式来达到配电变压器多容量智能控制的要求，在该地区的城镇小区实施组合箱式变电站方案，在新农村聚集地区实施杆架式配变方案。
2.2 配电变压器多容量智能控制的设备分析
（1） 配电变压器的选择。要选择接线组别相同、调压范围的配变相同、性能卓越、变比相同、阻抗电压百分比相同的两台配电变压器，并且配电变压器的容量按照级差进行配置。
（2） 高压侧的选择。首先，海盐县供电局在城镇小区实施组合箱式变电站方案，该方案具有投资少且占地面积小、施工周期短、自动化程度较高、组合方式灵活多样、运行可靠性高和外观美观大方的优点。具体说来，采用两回进线的单母线连接，进线配置负荷开关，配电变压器高压侧配置负荷开关+熔断器组合。其次，海盐县供电局在新农村聚集地区实施杆架式配变方案，这样可以节约资金，具体操作时采用一回进线的单母线连接，进线不设分断设备，母变高压侧配置跌落式熔断器，子变配置真空断路器或者是断路器-隔離开关组合电器。
（3） 低压设备的选择。采用两回电源进线的单母线连线，电源进线设置隔离开关和断路器，配电变压器低压侧主断路器带电动操作机构；根据负荷变化的特点，配电变压器低压侧无功补偿采用智能化干式无功补偿装置。
（4） 配变多容量智能控制装置（SAS3106）。配变多容量智能控制装置安装在配电环网柜内，完成对两台配电变压器电流和电压的采集，实时计算无功、有功和功率因数等信息，同时获取配电变压器各个位置的开关状态、分接头位置和温度等信息，从而自动完成对两台配电变压器的投切操作。通过使用配变多容量智能控制装置，能够实现配电变压器多容量台区的“母变运行、子变运行、子母变并列运行”各种运行方式的自动控制。
（5） 直流电源和现场通信设置的选择。采用220V交流输入，输出电压为直流24V，同时设置免维护蓄电池12V×2节，容量为20AH。多容量变电站使用供电局配网自动化通信用EPON光网络与上级主站建立通信链路。
2.3 配电变压器多容量智能控制的功能分析
（1）通过配变多容量智能控制装置（SAS3106）来实现配电变压器多容量台区的智能控制。配变多容量智能控制装置（SAS3106）采用32位DSP和16位AD的硬件平台，能够精确测量两台配电变压器低压侧电流和电压，获取两台配电变压器的温度信息，监测直流信号，实时显示电流、电压、功率、功率因数和开关状态等运行信息，从而实现电缆线路欧变式“母子”智能化台区3种运行方式的自动控制。
（2）通过设备配置和配网自动化来确保配电变压器多容量台区的智能控制。在海盐县供电局的配变多容量智能控制方案中，高低压侧开关操作回路都有远方/就地切换功能，就地设分合闸按钮，并且配置高压开关操作机构未储能闭锁和高低压开关合闸闭锁等功能，从而进一步加强了配变多容量台区智能控制的安全性。与此同时，配变智能控制的终端通过配网光纤物理网络连入供电局配网自动化主站，从而实现“遥测、遥信、遥控”功能。
3. 小结
统计结果显示，变压器日最高负荷、年最高负荷与最低负荷相差3～4倍，因此研究如何通过配电变压器多容量智能控制来实现配电变压器多容量配置、自动切换、远方和就地的投切功能和配网自动化功能迫在眉睫。通过采用配电变压器多容量智能控制，不仅节能效果明显，而且能够装置和电气设备的使用寿命，因此非常适合在农村配电网进行推广。
参考文献：
[1]柳欣琪.变电所变压器经济运行分析[J].硅谷，2008（10）.
[2]陈德祥.配电变压器节能措施的探讨[J].科技与生活，2010（21）.