在我國的工業開發區、居民小區以及廣大農村，峰谷負荷變化很大，負荷低谷時變壓器接近空載運行，導致變壓器損耗的很大一部分為空載損耗，據統計，全國變壓器總損耗約占系統發電量的10%，其中配電變壓器損耗占比約為總損耗的70%“。所以，降低配電變壓器的損耗特別是空載損耗具有十分重要的意義。但普通配電變壓器的容量選擇是個難題，容量若選擇過大，則大馬拉小車，經濟效益下降;容量選擇過小，則小馬拉大車，供電可靠性下降。

　　調容變壓器具有大、小兩個容量，可根據用電負荷及時改變容量，可在提高供電可靠性的同時有效降低空載損耗，是解決上述問題的有效設備1-71。根據統計數據，一臺S11型大、小容量分別為200kVA與63kV A 的調容變壓器較同型號普通變壓器每年可節約電能4725kWh;-臺S11型大、小容量分別為315kV A 與100kV A 的有載調容變壓器年節省費用5756.9元;在抽油機井供電的應用場合，采用調容變壓器可降低空載損耗和負載損耗，提高配電網的功率因數“，據統計，30kVA 調容變壓器給抽油機供電每年可節省運行費用991元10.1”。

　　近年來，S13-MZT型調容變壓器較同容量S11型普通配電變壓器損耗更小，根據容量不同，與S11型調容變壓器相比，回收期約為4.2 年~5.3 年; 與S13型普通配電變壓器相比，不同容量的回收年限為5.88年~7.26年12.13 調容變壓器的發展歷程如表1所示，大致可以分為四代產品。第四代自適應負荷型調容變壓器構成如圖1所示，由配電變壓器本體單元、有載調容與有載調壓開關單元、負荷換相和無功補償等配套單元以及綜合控制單元等4部分組成。

　　2、調容調壓原理

　　2.1、調容原理

　　調容變壓器的原理為： 變壓器低壓繞組由少數線匝I段、多數線匝線1III段組成。變壓器三相高壓繞組在大容量時接成三角形，小容量時接成星形。大容量時II、III段并聯再與I段串聯，小容量時I段全部串聯。由大容量調為小容量時，低壓繞組匝數增加，高壓繞組變為Y接法，如圖2所示。

　　2.2、調壓原理

　　調容變壓器的調壓原理如圖3 所示，根據實際電壓情況，當需要調節電壓時，通過改變高壓繞組的分接頭位置，使得高壓側接入電路的繞組匝數發生改變實現調壓

　　2.3、控制器

　　2.4 調壓開關發展歷史

　　國際與國內對變壓器調壓開關的研究歷史如表2所示，從表2中可見， 調壓開關經歷了機械式調壓、真空熄弧調壓、電力電子開關調壓和混合調壓等技術發展過程，從表2可見，國內的研究依然落后于國外，但由于配電網發展的差異性，國外還沒有對有載調容變壓器開展研究。

　　本文中筆者主要對調容變壓器調壓調容開關的歷史現狀與趨勢進行綜述分析，包括機械式調容調壓開關、電力電子式調容調壓開關以及混合式調容調壓開關的原理、拓撲以及優缺點等。

　　3、機械式調壓開關與調容開關

　　3.1、調壓開關

　　機械式有載分接開關通過改變變壓器分接頭實現調壓，主要由切換開關、分接選擇器和電動機構組成，如圖5a所示，圖5中A為切換開關，B為分接選擇器調壓過程中，分接選擇器首先不帶電切換到目標分接頭，然后切換開關動觸頭從當前靜觸頭切換到目標靜觸頭，電動機構為切換開關以及分接選擇器提供動力 假定初始狀態如圖5a所示，電壓穩定于某一值;需要調壓時，開關切換到帶有限流電阻的輔助觸頭，如圖5b.、C.、dI 所示;然后切換開關從輔助觸頭切換到另一主觸頭，如圖5e所示，達到改變分接頭實現調壓的目的。

　　3.2、調容開關

　　調容變壓器的調容開關可根據負荷情況，通過 驅動電機將高壓繞組由三角形聯結轉換為星形聯結。低壓繞組由并聯變為串聯，實現調容。文獻1給出一種機械式有載調容開關的設計。如圖6a 所示，調容開關整機如圖6b所示，機械部分如圖6： 所示。觸頭切換機構如圖6d所示，高壓側的過渡電阻如圖6e所示。

　　3.3 優缺點

　　機械式開關具有結構簡單、可靠性高及損耗低等優點。 但存在以下缺點：切換開關在觸頭分離時，易形成電弧;分接開關動作速度慢，響應時間長;調壓時刻不能準確控制。連續調擋會造成油溫升高，加速產氣2;調節時容易造成滑擋。切換時擋位之間的環流會造成過電壓，對電網產生沖擊們;需定期對有載調壓分接開關的絕緣油進行過濾、更換或添加監測裝置。

　　4、電力電子式調壓與調容開關

　　隨著電力電子技術的發展。調容調壓變壓器的調壓開關也從機械結構變為電力電子元件，包括可控硅輔助換流式無弧調壓開關、晶閘管和繼電器組成的復合開關等。

　　4.1、調壓開關

　　4.3 優缺點

　　電力電子式有載分接開關具有切換速度快通斷時間可控、調壓過程無弧等優點： 但缺點在于：電力電子器件數量多，拓撲復雜，對均壓和均流的技術要求高; 器件通態損耗高，需冷卻系統長期投入使用，可靠性低;系統性能受電力電子器件特性制約，不同器件特性各異：IGBT反向阻斷電壓低，不能用于雙向阻斷的場合;（TO關斷門極負脈沖電流峰值高，觸發電路復雜;I.TT需要專用光源驅動，成本高，驅動電路復雜。

　　5 、混合式調壓開關

　　5.1、開關拓撲結構

　　混合式有載調壓開關，保留了機械式開關的分接選擇器和切換開關，但過渡電路又增加了電力電子器件，通過開斷電力電子器件來輔助機械觸頭完成切換，切換完成后電力電子器件退出載流回路，由機械觸頭完成載流。

　　5.2、優缺點

　　混合式開關具有明顯優勢： 采用電力電子器件輔助機械觸頭切換，切換過程無電弧，不會使變壓器絕緣油劣化，增加開關使用壽命;切換完成后電力電子器件退出載流回路，由機械觸頭載流，降低電力電子器件導通損耗。增強電力電子器件的可靠性，但混合式開關與電力電子式開關相比，切換速度較慢。結構復雜。另外，混合式開關用于調容變壓器的調容調壓開關的研究與應用還鮮見公開報道。

　　6、結論

　　調容變壓器由于容量可隨用電負荷的改變靈活調整，對降低配電變壓器的損耗、降低線路損耗及減少溫室氣體排放具有非常重要的作用，本文中筆者介紹了調容調壓變壓器的發展歷史，重點討論了機械式、電力電子式和混合式有載調容、調壓開關的工作機理以及優缺點，近期來看，混合式開關應該為研究與實用化的重點，但是從長遠趨勢看，全電力電子器件開關應該更具有研究前景。