一種配電變壓器有載調容調壓系統的製作方法

2023-10-04 11:09:29 2

本實用新型涉及一種配電變壓器有載調容調壓系統，屬於電力設備技術領域。

背景技術：

在我國廣大農村與城郊配電網中，負荷季節性變化明顯、峰谷差值大且電能質量低。因此設計一種自動有載調容調壓的配電變壓器是十分必要的。目前國內雖有載調容調壓配電變壓器投運，但大部分配電變壓器僅有調壓或調容功能。同時，目前我國的有載調壓或調容配電變壓器大多使用機械式開關。機械式開關具有切換速度慢、不能準確控制切換時間且有電弧產生等缺點。隨著電力電子的蓬勃發展，電力電子元器件也朝著高電壓、大電流、大容量的趨勢發展。因此可以利用電力電子元器件作為調容調壓配電變壓器的開關。

申請號為201310100118.7的實用新型專利文件中公開了一種名為「一種自適應負荷配電變壓器」的技術方案。該裝置通過對電壓電流以及無功的實時監測，實現調壓、調容、平衡三相負荷以及就地無功補償的功能。但是該實用新型調容接線採用星—三角變換，在不斷電的情況下切換變壓器容量會產生衝擊電流，不易於實現自動控制；同時低壓側的電壓也會產生較大的波動，對配電變壓器的自動調壓過程產生很大的影響，不利於調容調壓的綜合控制。

技術實現要素：

本實用新型要解決技術問題是：克服上述技術的缺點。提供一種應用電力電子開關作為分接開關的有載調容調壓的配電變壓器系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案是：一種配電變壓器有載調容調壓系統，包括:安裝在配電變壓器高壓側的A相繞組、B相繞組和C相繞組，安裝在所述配電變壓器低壓側的a相繞組、b相繞組和c相繞組；所述A相繞組、B相繞組和C相繞組均具有調壓抽頭；所述A相繞組、B相繞組和C相繞組的調壓抽頭分別串聯分接開關後連接在一起；所述A相繞組、B相繞組和C相繞組均由兩個高壓線圈組成，兩個高壓線圈的首尾兩端和所述調壓抽頭位置均通過第一調容開關連接；所述a相繞組、b相繞組和c相繞組均由兩個低壓線圈組成，兩個低壓線圈的首尾兩端均通過第二調容開關連接；所述配電變壓器的低壓側安裝有電壓互感器和電流互感器；所述電壓互感器和電流互感器輸出至控制系統；所述控制系統控制所述分接開關、第一電子開關和第二電子開關的通斷；所述分接開關、第一調容開關和第二調容開關是由反向並聯的兩個晶閘管組成。

上述方案進一步的改進在於：所述分接開關並聯有緩衝電路；所述緩衝電路包括串聯的電阻和電容。

上述方案進一步的改進在於：所述調壓抽頭中包括有100%輸出抽頭；與該抽頭連接的分接開關並聯有過渡電路；所述過渡電路包括過渡電阻和與所述過渡電阻串聯的過渡開關；所述過渡開關由反向並聯的兩個晶閘管組成；所述過渡開關由所述控制系統控制。

本實用新型提供的配電變壓器有載調容調壓系統，與現有的技術相比，採用反向並聯的晶閘管作為配電變壓器調容調壓開關，可以自動且迅速調節配電變壓器的容量與電壓。在切換過程中，電流電壓波動穩定，不會對電網和配網中的敏感用戶產生影響。本實用新型採用並聯繞組的方法通過改變繞組截面積的大小實現調容，且在不斷電的情況下切換變壓器的容量不會產生衝擊電流、過渡過程平緩、電壓波形穩定。可以實現調容調壓的綜合控制。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型實施例的一個優選的實施例的變壓器高壓側電路結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的一個優選的實施例的變壓器低壓側電路結構示意圖。

具體實施方式

實施例

本實施例的配電變壓器有載調容調壓系統，以±1X5%UN調壓範圍的配電變壓器為例，該配電變壓器包括3個抽頭，分別為95%，100%和105%。如圖1和圖2所示，包括:安裝在配電變壓器高壓側的A相繞組、B相繞組和C相繞組，安裝在配電變壓器低壓側的a相繞組、b相繞組和c相繞組。A相繞組的三個調壓抽頭分別串聯分接開關KV1.1、KV1.2和KV1.3後連接在一起，同樣的，B相繞組的三個調壓抽頭分別串聯分接開關KV2.1、KV2.2和KV2.3，C相繞組的三個調壓抽頭分別串聯分接開關KV3.1、KV3.2和KV3.3，而後，各調壓抽頭分別串聯各自的分接開關後連接在一起。

A相繞組、B相繞組和C相繞組均由兩個高壓線圈組成，兩個高壓線圈的首尾兩端和調壓抽頭位置均通過第一調容開關連接；如圖1中所示，本例中的尾端也即抽頭，因此對於A相繞組來說，其線圈經過KC1.1、KC1.2、KC1.3和KC1.4連接；這樣，A相繞組的線圈即被分割成了4部分，WA1和WA4並聯，WA2和WA5並聯，WA3和WA6並聯。同樣的，B相繞組和C相繞組的布置方式與A相繞組一致，如圖1中所示，不再贅述。如圖2，線圈a相繞組、b相繞組和c相繞組均由兩個低壓線圈組成，兩個低壓線圈的首尾兩端均通過第二調容開關連接。分接開關、第一調容開關和第二調容開關是由反向並聯的兩個晶閘管組成。分接開關並聯有緩衝電路；緩衝電路包括串聯的電阻R0和電容C0，如圖1中，所有的分接開關兩端均需並聯緩衝電路，用以保護晶閘管。

在A相繞組中與調壓抽頭中的100%抽頭連接的分接開關並聯有過渡電路；過渡電路包括過渡電阻R1和與過渡電阻R1串聯的過渡開關KV1.4；B相繞組和C相繞組的布置方式與A相繞組一致，如圖1中所示，不再贅述；過渡電路可以避免在切換觸頭的過程中兩個分接開關同時導通，構成環流，產生極大的衝擊電流。過渡開關由反向並聯的兩個晶閘管組成；過渡開關同樣由控制系統控制。例如變壓器運行後，KV1.2、KV2.2和KV3.2導通，如果低壓側監測的電壓U2在95%UN到105%UN之間，則不需要切換分接頭。如果低壓側監測到的電壓低於95%UN，應使KV1.1、KV2.1和KV3.1導通，為保證在切換過程中變壓器中的電流既不過流也不中斷，因此在關斷之前先導通KV1.4、KV2.4和KV2.4，再關斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，之後再導通KV1.1、KV2.1和KV3.1，最後關斷KV1.4、KV2.4和KV2.4，完成一次分接頭的切換。

為避免在切換變壓器容量的過程中造成短時停電，本實施例通過並聯繞組改變繞組的截面積從而實現調容功能。用反向並聯的晶閘管組作為有載調容分接開關的切換開關，當配電變壓器負荷過小時，調節變壓器在小容量方式下運行，即所有調容開關均不動作。當配電變壓器負荷過大時，調節變壓器在大容量方式下運行，即觸發開關KC1.1、KC2.2和KC3.3，以及低壓側的各開關，同時根據此時調壓觸頭導通的情況決定導通哪電壓等級的調容開關。如圖1中，如果KV1.1、KV2.2和KV3.3導通，則導通KC1.2、KC2.2和KC2.3；此時，處於105%UN輸出狀態；同樣的原理，100%UN和95UN分別啟動對應開關。緩衝電路可以限制過電壓和電壓上升率。

配電變壓器的低壓側安裝有檢測電路，該檢測電路包括電壓互感器和電流互感器以及數據採樣模；數據採樣模塊處理由電流電壓互感器收集到電流電壓信號，並將信號傳輸到控制系統；電壓互感器兩端分別接在配電變壓器低壓側中性點和低壓側任意一相（可以接在c相）之間，電流互感器接於低壓側任意一相上（可以接在c相）。利用數據採樣模塊數可獲取低壓側電壓U2和電流I2。再將監測到的數據傳輸給控制系統，控制系統獲得的U2和I2與設定的整定值進行比較，決定配電變壓器是否需要調壓或調容。控制系統控制所有分接開關、過渡開關、第一調容子開關和第二調容開關的通斷。

在配電變壓器運行的過程中，如果低壓側監測到的電壓低於95%UN，且電壓持續時間t2v大於調壓整定時間tedv時，應使105%UN對應的開關導通，為保證在切換過程中變壓器中的電流既不過流也不中斷，因此在關斷之前先導通KV1.4、KV2.4和KV2.4，延時一段時間再關斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，延時一段時間再導通KV1.1、KV2.1和KV3.1，最後延時一段時間關斷KV1.4、KV2.4和KV2.4完成一次分接頭的切換。如果監測到的電壓高於105%UN，分接開關應由KV1.2、KV2.2和KV3.2切換到KV1.3、KV2.3和KV3.3，應先導通KV1.4、KV2.4和KV2.4，延時一段時間關斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，延時一段再導通KV1.3、KV2.3和KV3.3，最後延時一段時間關斷KV1.4、KV2.4和KV2.4。其他情況與以上相似，在此不再贅述。當在KV1.1、KV2.1和KV3.1導通的時檢測到U2小於95%UN時，發出報警警告，不能繼續調壓。同理，當在KV1.3、KV2.3和KV3.3導通的時檢測到U2大於105%UN時，發出報警警告，不能繼續調壓。

如果低壓側監測到的電流低於調容整定值Ieda，且電流持續時間t2a大於調容整定時間teda時，判斷此時變壓器是否在小容量方式下運行，若是，則不動作，若不是，則調節變壓器在小容量方式下運行；如果檢測到的電流大於調容整定值Ieda，且電流持續時間t2a大於調容整定時間teda時，判斷此時變壓器是否在大容量方式下運行，若是，則不動作，若不是，則調節變壓器在大容量方式下運行。

在控制系統根據電壓電流互感器輸出測的電壓電流信號，並對採集到的信號進行計算分析得出配電變壓器低壓側的實際電壓值U2與實際電流值I2。根據U2和I2的值以及調壓調容流程來調節變壓器低壓側的電壓和變壓器在哪種運行方式下運行，使變壓器輸出電壓穩定同時實現降損的目的。

本實用新型不局限於上述實施例所述的具體技術方案，除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換形成的技術方案，均為本實用新型要求的保護範圍。