有載調容調壓變壓器在配電網的應用

摘要 有載調容調壓變壓器是新型節能變壓器，論述了其節能原理和節能效果。有載調容調壓變壓器在油田配電網中應用，可以改變抽油機系統功率因數低，效率低、電能浪費大、“大馬拉小車”的狀況。

關鍵詞:有載調容調壓 變壓器 配電網

由于變壓器損失率ΔP%與負載系數β特性是一個非線性函數，所以，如圖中可按損失率的大小分成三個運行區:經濟運行區，不良運行區和最劣運行區。

從圖中可以看出當變壓器輕載、滿載時，變壓器工作在不良運行區;當變壓器空載時，變壓器工作在最劣運行區。

油田配電網的主要設備是抽油機，抽油機用電負荷變化明顯，一般最高負荷都出現在抽油機啟動時，然后負荷隨著液量、黏度等不同，不斷變化。啟動后用電較少，安裝的變壓器容量是按抽油機起動時的負荷來選擇的，而變壓器本身的損耗是隨容量的增大而增加的。抽油機起動過后，變壓器經常處于輕載和空載狀態，“大馬拉小車”，造成電能浪費。

1有載調容調壓變壓器的結構

有載調容調壓電力變壓器，包括變壓器殼體、安裝在殼體內的低壓繞組、高壓繞組，及套置高、低壓繞組的鐵芯，其特征在于:殼體上設有載調容開關及操作控制裝置、有載調壓開關及其操作控制裝置，低壓繞組由串聯在一起小線匝、大線匝組成，小線匝由一條導線繞成，大線匝由兩條導線并繞而成，高、低壓線圈抽頭分別連接有載調容開關;高壓繞組由至少兩組線圈串接構成，各組線圈具有各自的線圈抽頭，線圈抽頭作為有載調壓開關連接接入的端頭。不切斷運行負荷的情況下，用有載調容開關變換高低壓繞組的聯結方式調整容量;用有載調壓開關對變壓器高壓繞組抽頭切換調整電壓。適用于電網負荷變化比較大、電壓質量要求高的場合。

2有載調容調壓變壓器的工作原理

在抽油機啟動前，為保證電機具有足夠的啟動轉矩，變壓器的輸出電壓為電機的額定電壓，此時變壓器的損耗值(空載)將是大容量時的數值。當抽油機啟動完畢進入到正常工作后，變壓器將根據傳感器所傳輸的電流信號的大小，自動地改變輸出電壓和輸出容量，使得電動機從電網吸收的有功功率、無功功率和視在功率均下降，從而使抽油機上的電動機始終運行在較高的功率因數和較高的效率下，降低了電動機的有功損耗和無功損耗變壓器在改變輸出電壓和容量的同時，還將自身的鐵損降到小容量下的數值，同時隨著電動機輸入視在功率的降低，變壓器的銅損也比電動機運行在其額定電壓狀態有較大下降。

3節電效果

第一采油廠對原使用在機采井上的3臺變壓器，由S7型變壓器改造為JNFD/GSZ9型有載調壓調容變壓器。進行了現場對比測試，結果如下:

首先，我們從三口井的產液量和動液面深度對比中可以看出，改造后三口機采井所用的有載調壓調容變壓器，沒有影響機采井電機負荷的正常工作。 然后，我們計算得出，改造后三口井變壓器平均有功節電率12.64%，平均無功節電率87.24%，綜合節電率18.15%。

4總結

有載調容調壓變壓器的節能原理，特別適用于負荷變化大的抽油機電機，從其節能效果上就可以證明。有載調容調壓變壓器可以徹底地改變了抽油機動力系統“大馬拉小車”的工作狀態，實現了電動機、變壓器雙向節能的目的，降低了抽油機動力系統的能耗。

參考文獻

龐海峰. 有載調壓調容變壓器. 油氣田地面工程. 2006年. 第04期