移相变压器原理_作用_种类_应用特性

随着能源市场和综合发电需求日益增长，控制功率流的能力显得尤为重要。为此，使用了移相变压器。在保护输电线路时，移相变压器使电网更加可靠并减少输电损失。

移相变压器的分类可以根据该变压器的对称性或不对称性以及直接性或间接性来进行划分。本文将对移相变压器的原理、作用和应用特点进行简单介绍。

基本概念

移相变压器，英文phase-shifting transformer，简称PST，它是一种特殊的变压器，用于控制三相输电网络中的有功功率流，主要是通过改变系统节点之间的电压相位角差来实现。

移相变压器的工作原理是利用串联变压器向线路注入移相电压源，也就是通过分流变压器馈电，这两个变压器的配置主要是引起相移。

移相变压器是用于提高交流网络效率的重要组件。这些变压器主要允许控制输电网内的电力流动以单独发电。通过避免系统过载和不稳定，这些变压器保护高压设备以及输电线路免受热过载，从而提高输电系统的容量并控制平行电缆或架空的各种网络之间的电力流动线。

移相变压器是极其专业的设备，需要通过严格的质量控制结合先进的施工和制造技术。与传统变压器相比，移相变压器是极其复杂的电力变压器，包括更多的分接开关、绕组以及三相之间的大量连接。

工作原理

移相变压器的工作原理是，通过传输线的功率流可以正比于传输线发送端和接收端之间的电压相位角之差的正弦。

因此相位角可以在一条线路的发射器和接收器的端部内移动。线路中的负载流的流向将被改变，并且其它输电线路的负载流也可以被改变，因为它们是并联布置的。

移相变压器的构造主要包括两组变压器。第一个是通过传输线并联连接的分流单元，而第二个是通过传输线串联连接的串联单元。

分流单元用于将功率角移动90°，以将此功率施加到串联单元。最后，串联单元包括朝向传输线的相移功率。相角的改变可以通过连接的混合以及分接变换的位置来完成。

移相变压器也称为相位角调节器（PAR）、相位角调节变压器、移相器、正交增压器。

主要作用

移相变压器的作用包括以下几点内容：

• 用于控制两个规模较大的电力系统之间的电力流动。
• 修改传输线的i/p电压和o/p电压之间的有效相移，从而控制可以在线路内提供的有功功率的数量。
• 当电力系统在上述一点联合起来时，负载可以平衡，这样就会存在回路，并且平行导线内的阻抗会导致导线内不期望的功率分布流动。
• 防止热过载并提高传输系统的稳定性。
• 移相变压器应用主要包括高压系统，如420KV，额定吞吐量可高达1630MVA。

主要类型

根据不同的结构特点，移相变压器的可以分为以下几大类 。

1. 直接移相变压器；直接移相变压器主要依靠三相铁芯，其相移可以通过以合适的方式连接绕组来获得。
2. 间接移相变压器；间接移相变压器主要使用两个独立变压器进行设计，例如可变抽头励磁机和串联变压器。其中，可变抽头励磁器用于改变正交电压的幅度，而串联变压器用于将正交电压插入正确的相位。
3. 非对称移相变压器；与i/p电压相比，非对称移相变压器用于通过改变振幅和相角来生成o/p电压。
4. 对称移相变压器；与i/p电压相比，对称移相变压器通过改变相位角生成输出电压，但幅度相似。

为什么要进行测试？

由于电力系统的电感特性，应通过终端之间的相位滞后在电源和负载之间实现有源功率流动。移相变压器是实现这一目标的理想工具。

移相变压器的WACC成本很高。但是，其回报收益也是非常快的。因此，如果移相变压器受到稳定的监督和维护，它们的成本可以很快赚取回来。

通常情况下，移相变压器用于电路中的关键节点。如果发生任何故障，那么维护所花费的时间将非常长。因此，必须对TSO（运输系统运营商）和DSO（配电系统运营商）进行测试。而为了永久维护这些变压器，需要使用先进的设备来控制电流。

如何进行测试？

由于变压器励磁装置的接线端子在现场一般是不可触及的，所以特定的EU和SU测试通常在工厂内简单地执行。而为移相变压器执行的一些测试包括以下几项内容：

• 匝数比
• 动态绕组电阻
• 相移
• 直流绕组电阻
• 励磁电流

上述试验适合用于说明变压器的特性性能。要执行直流绕组电阻和动态绕组电阻的测量，可以使用绕组电阻等测试。通过变压器变比测试仪，在国际原则的指导下，以必要的精度执行其它测试，例如匝数比、相移测试和励磁电流，即使是新手也非常容易进行测量。

主要优点

移相变压器的优点主要包括以下几点内容：

• 允许电网运营商管理突然发生的环路流量，因此这些变压器用于缓解拥塞。
• 这些变压器管理两个电网之间的功率流，它们不能增强线路的容量，但是，如果某些线路过载，而与它们并联的其它线路仍可获得容量，那么优化这些变压器的功率流可以增强整体电网容量。
• 这些变压器通常是最经济且最一致的电源管理和系统设计方法，使输电系统的运营商能够从其可用资产中获得更多收益。
• 现有的传输线可以朝热边缘加载而不会过载。因此，使用有效期可以大大延长。

主要应用

移相变压器的主要应用如下：

• 用于控制传输线内的功率流，例如电力系统可用于通过改变等效电压的相位角差来控制两点之间有功功率的流动。
• 可以通过将此变压器置于相对于线路端子的分流模式内来实现这种相角偏移，这样通过连接电压，可以将o/p电压相位偏移相对于输入的角度差变压器。因此，这些变压器可用于利用网络上的可访问容量或使互连更加安全。
• 通过包括针对升级变电站的串联无功元件、变电站中的储备共享、电路解耦、通过APST（辅助PST）控制线路功率流和高压输电线路除冰，使得其它应用成为可能。这些应用主要依赖于常规移相变压器和电抗元件的组合以满足这些变压器的异常目标。

总结

以上就是关于移相变压器的相关内容概述，这种变压器可以提高可再生能源的利用率，并且优化了传输线路中发生的其它损耗。

简单来说，移相变压器是一种整流变压器，其二次绕组具有不同的相位，并连接高压变频器的整流电路，组成多相整流系统，可减小电网侧谐波电流。