干式变压器有载自动调压控制系统

介绍了一种新型干式变压器有载调压控制系统。控制系统接线简单，运行可靠，中文菜单，人机界面友好，现场运行效果良好。关键词：干式变压器；自动电压调节；跑

有载调压变压器自动调压系统

张明君李计文(山东理工大学，济南250061)安建强(淄博电业局，淄博255032)

文摘：介绍了一种新型有载调压变压器自动调压系统。系统布线非常简单，系统运行非常可靠。它采用中文菜单，友好的人机界面。现场表现极佳。关键词：变压器；自动电压调节；演出

电压质量是检验电能质量的重要标志，与民经济的发展和人民生活的改善密切相关。电压的波动范围直接影响到电气设备的使用效率、工作性能和使用寿命。为了保证电压质量，家对各级电网电压的允许波动范围有明确规定，电压合格率已作为电力部门达标和达到一级的主要考核指标。由于我电力储备能力小，电网结构薄弱，电压波动范围受负荷影响较大。采用有载调压干式变压器，并根据电压要求自动调整有载分接开关，以保证电压自动保持在合格范围内，是提高电压质量的重要措施。目前，大多数带有载调压的干式变压器仍采用手动调节。由于调整不及时、偏差和误差调整，电压质量难以保证。内自动调压控制器普遍存在智能化程度低、测量精度差、产品质量低、可靠性低的现象，难以满足现场的实际需求。虽然进口自动控制器的性能和质量基本能满足要求，但其参数和规格用外文说明，显示部分仍用数码管显示，给现场操作人员的操作和维护带来很大困难，导致部分进口控制器长期不用，影响电压质量的提高。因此，我们根据现场的实际需要，在吸收消化外技术的基础上，开发了一套比进口设备更先进、更适合我现场实际需要的干式变压器有载自动调压控制系统。1基本原理干式变压器有载自动调压控制系统的基本原理框图如图1所示。

图1干式变压器有载自动调压控制系统基本原理框图

1.1电压形成部分1.1.1辅助ta辅助ta的一次输入信号取自受控干式变压器的TA二次电流，额定为5 A，因此辅助TA的一次额定电流设计为5 A，为了将电流信号转换成适合计算机处理的电压信号，辅助TA二次侧连接一个20电阻。为了提高测量精度，防止饱和，辅助TA的二次侧应采用较低的电压。本次设计中，辅助TA二次侧电压为1 V，辅助TA实际设计参数为

I1=5 A，P=60 mW，N1=9，N2=810，1=1.5 ~ 2mm，2=0.21mm

其中N1和N2是一级和二级转弯； 1和 2是初级和次级钢丝直径。1.1.2辅助电视辅助电视的一次输入电压取自母线电视的二次电压，因此辅助电视的一次额定电压为100 V，为防止电压过高时辅助电视的饱和影响其测量精度，且控制装置不考虑50 V以下的测量精度，辅助电视的一次额定电压设计为130 V.辅助电视的实际设计参数为 #p#分页标题#e#

U1=130伏，功率=6毫瓦，N1=3 600，N2=200，1=0.1(0.13)毫米，2=0.21(0.13)毫米.

1.2对电压形成部分发出的信号进行整流滤波A/D转换时，通常有交流采样和DC采样两种处理方法。前者硬件电路简单，响应速度快，缺点是抗干扰性能差，软件复杂。相反，当反应速度不是太快时，通常使用DC取样。本设计采用DC采样，整流电路采用精密运算放大器组成的绝对值整流电路。1.3复用开关采用AD7501作为复用开关。AD7501是一款8选1高速模拟开关，具有8个模拟输入。该器件只有4路输入信号，完全满足要求，留有扩展空间。1.4 A/D转换根据本装置对测量精度的要求，选用8位AD，精度略差；选择10位AD可以满足要求，但是10位AD没有12位AD普及，所以设计中选择了12位AD芯片AD574作为转换芯片。AD574的转换速度为25 s，本次设计中电流和电压的纯A/D转换精度为0.05%，大幅度满足转换速度和精度要求。1.5 CPU芯片本系统为中小型控制系统，对速度要求不高。相对成熟的51系列单片机抗干扰性能较好，所以设计中的CPU采用51系列8031芯片。1.6程序存储器EPROM

软件程序估计约有6 k字节，设计中采用使用较为普遍的8 k字节EPROM2764，容量满足要求，且易于选购。1.7 自动复位电路 为了使控制装置适用于无人值守变电站，提高装置的抗干扰能力，防止程序在受到干扰时，可能出现的死锁或飞跑现象，设有由单稳触发电路构成的硬件自动复位电路，在程序受到某种干扰而停止运行时，硬件自动复位电路会使装置自动复位，重新正常运行。1.8 E２PROM 为使定值能够永久保存和随时更改，设计中采用了电可擦除存储器，考虑到定值长度不会超过1 k字节，设计中选用了2 k字节的2816芯片。1.9 液晶显示 为了使工作人员能脱离使用说明书对各种参数进行整定，且保证不会发生误整定，设计中使用能向工作人员提示各种汉字信息的液晶显示模块。该模块可用汉字显示各种实时参数、定值参数，定值参数在线修改提示和各种故障信息。为此，设计中选用显示屏较大的MGLS-19264模块，每屏可显示16×16点阵汉字48个。1.10 开关量输入 开关量输入来自有载分接开关的辅助接点，其开关量信号通过光电隔离送入计算机，根据送入的开关量判断两台干式变压器的有载分接开关是否同步。目前判断同步信号的电路是将所有分接头位置全部送入装置，大约有40路引线，这样做，引线及电路较复杂。我们采用的方式是将分接头位置连线就地连接，只引两条信号线到装置。这样做，引线及电路大为简化，如图2所示。

图2 分接头就地连接示意图

1.11 软件程序 软件程序采用51指令编写，长度约为6 k字节，程序采用模块化结构，程序框图如图3所示。

图3 干式变压器有载自动调压控制系统程序框图#p#分页标题#e#

2 动作过程2.1 解列运行方式 (1) 若电压在合格范围内，装置不调节。 (2) 当电压超过电压上限，且电流小于过流闭锁定值，经过延时相应的干式变压器向下调节一个分接头。 (3) 当电压低于电压下限，电流小于过流闭锁定值，电压高于低压闭锁定值，经过延时相应的干式变压器向上调节一个分接头。2.2 并列运行方式 (1) 若电压在合格范围内，装置不调节。 (2) 当两台干式变压器的电压均超过电压上限，电流均小于各自的电流闭锁定值，分接头同步，经过延时，两台干式变压器均同时向上调节一个分接头。 (3) 当两台干式变压器的电压均低于电压下限，电流均小于各自的闭锁定值，电压均高于各自的低压闭锁定值，分接头同步，经过延时两台干式变压器均同时向上调节一个分接头。 为防止电压振荡时频繁调节，若发出相反的指令，则自动延时4 min，以躲过振荡周期。3 装置主要特点 (1) 采用液晶显示，可用汉字显示各种实时参数和定值。使用操作简便，运行监视直观，使自动有载调压在现场推广使用成为可能。 (2) 智能化程度高，可用数字键在线修改定值，修改定值期间不影响控制系统正常运行。修改定值时，有汉字提示，无需使用说明书，克服了先进技术给现场工作人员带来的烦恼。 (3) 可靠性高，控制系统采用三组先立的电源，并对输入输出部分采用了光电耦合电路，提高了装置的抗干扰性能。在软件和输出口硬件电路中采用了防止拉合电源误动作的措施，即在软件上采取上电立即封锁出口，在硬件上采取掉电禁止对输出口的操作和输出口驱动回路并联抗干扰电容的方法。 (4) 测量精度高，控制系统分别采用了集成运放构成的精密整流电路和12位A/D模数转换，提高了测量精度，保证了控制系统的准确调节。

作者简介：厉吉文(1962-)，男，硕士，副教授，主要从事电力系统电压无功自动化及配电网自动化的研究和教学工作。

作者单位：厉吉文，张明军 山东工业大学电力工程学院，山东济南 250061 安建强 淄博电业局，山东淄博 255032