自動調容的配電變壓器的製造方法
2023-06-02 00:05:21 2
自動調容的配電變壓器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種自動調容的配電變壓器，它包括變壓器本體（1）、高壓複合開關（2）、低壓複合開關（3）和控制電路（4），變壓器本體（1）中安裝有高壓複合開關（2）、低壓複合開關（3）、小容量變壓器單元（5）、大容量變壓器單元（6）和低壓電流互感器（7），控制電路（4）與低壓電流互感器（7）、高壓複合開關（2）、低壓複合開關（3）相連。本發明電路簡單，運行平穩，能根據負荷情況自動形成大中小三種容量組合方式，滿足峰谷平時段負荷需求，未使用的線圈退出電氣運行，實現每個時段下的變壓器損耗最小化。
【專利說明】自動調容的配電變壓器
【技術領域】
[0001]本發明涉及變壓器，具體涉及一種自動調容的配電變壓器。
【背景技術】
[0002]目前我國配電變壓器總電能損耗佔我國年總發電量的3%?4%，儘管配電變壓器已是高效率的設備，但由於其數量巨大和空載耗電的固定性，配電變壓器效率即便有微小的改進也能獲得相當大的能源節約。而農村及城鎮居民區，高峰負荷期配電變壓器接近滿載，夜間低谷負荷期則接近空載，一年的絕大部分時間處於大馬拉小車運行狀態，變壓器的空載損耗比重較大。在負荷一定的情況下，通過減少配電變壓器空載損耗，可以降低變壓器的運行損耗。
[0003]目前市場上的調容配電變壓器，主要是利用變壓器高低側線圈的組合實現大小兩種容量方式運行，從而達到一定的節能效果。但無論是在大小容量方式下，變壓器高低側線圈都在運行狀態下，還是存在一定的能耗；同時兩種容量的組合方式，不能完全貼近低谷、高峰和平時三個時段的負荷需求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於:提供一種自動調容的配電變壓器，能根據負荷情況自動形成大中小三種容量組合方式，滿足峰谷平時段負荷需求，未使用的線圈退出電氣運行，實現每個時段下的變壓器損耗最小化。
[0005]本發明的技術解決方案是:該自動調容的配電變壓器包括變壓器本體、高壓複合開關、低壓複合開關和控制電路，變壓器本體中安裝有高壓複合開關、低壓複合開關、小容量變壓器單元、大容量變壓器單元和低壓電流互感器，高壓複合開關分別與變壓器本體的對應相別的高壓出線樁頭和小容量變壓器單元及大容量變壓器單元的高壓繞組相連，低壓複合開關分別與變壓器本體的對應相別的低壓出線樁頭和小容量變壓器單元及大容量變壓器單元的低壓繞組相連，低壓電流互感器安裝於變壓器本體內的低壓出線樁頭，控制電路與低壓電流互感器、高壓複合開關、低壓複合開關相連。
[0006]其中，高壓複合開關及低壓複合開關的每相由真空接觸器和IPM高壓大功率智能模塊，真空接觸器和IPM高壓大功率智能模塊兩端並聯，真空接觸器和IPM高壓大功率智能模塊連接至控制電路。
[0007]其中，控制電路包括採樣單元、CPU單元和驅動單元，採樣單元與低壓電流互感器、CPU單元連接,CPU單元與採樣單元、驅動單元連接,驅動單元與CPU單元、高壓複合開關、低壓複合開關相連。
[0008]本發明的優點是:變壓器本體中安裝小容量變壓器單元、大容量變壓器單元，可組合成大、中、小三種容量運行方式，中、小容量運行時另一變壓器單元無電氣和磁路連接，不產生損耗，有效的解決了配電變壓器運行中「大馬拉小車」問題，通過大小容量的變壓器組合，根據負荷情況實時控制複合開關，滿足峰谷平時段的負荷需求，自動調容配電變壓器優化了變壓器的設備資源，最大限度地降低了變壓器的損耗，既有巨大的經濟效益，也有顯著的社會效益，適宜普遍推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是自動調容配電變壓器電氣不意圖。
[0010]圖2是複合開關結構圖。
[0011]圖3是控制迴路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0013]如圖1所示，該自動調容的配電變壓器包括變壓器本體1、高壓複合開關2、低壓複合開關3和控制電路4，變壓器本體I中安裝有高壓複合開關2、低壓複合開關3、小容量變壓器單元5、大容量變壓器單元6和低壓電流互感器7，高壓複合開關2分別與變壓器本體I的對應相別的高壓出線樁頭和小容量變壓器單元5及大容量變壓器單元6的高壓繞組相連，低壓複合開關3分別與變壓器本體I的對應相別的低壓出線樁頭和小容量變壓器單元5及大容量變壓器單元6的低壓繞組相連，低壓電流互感器7安裝於變壓器本體I內的低壓出線樁頭，控制電路4與低壓電流互感器7、高壓複合開關2、低壓複合開關3相連。
[0014]如圖2所示，高壓複合開關2及低壓複合開關3的每相由真空接觸器8和IPM高壓大功率智能模塊9，真空接觸器8和IPM高壓大功率智能模塊9兩端並聯，真空接觸器8和IPM高壓大功率智能模塊9連接至控制電路4。
[0015]如圖3所示，控制電路4包括採樣單元10、CPU單元11和驅動單元12，採樣單元10與低壓電流互感器7、CPU單元11連接，CPU單元11與採樣單元10、驅動單元12連接，驅動單元12與CPU單元11、高壓複合開關2、低壓複合開關3相連。
[0016]加電初始狀態時，高壓複合開關2及低壓複合開關3兩組開關全部處於合閘狀態，即小容量變壓器單元5、大容量變壓器單元6全部投入運行，自動調容配電變壓器滿容量運行；運行中控制電路4檢測低壓側負荷電流，當負荷電流小於滿容量的28%時，則斷開高壓複合開關2、低壓複合開關3與大容量變壓器單元6相連的電路；當負荷電流小於滿容量的60%大於28%時，則斷開高壓複合開關2、低壓複合開關3與小容量變壓器單元5相連的電路；在小容量變壓器單元5運行時，當負荷電流大於滿容量的60%時，則合上高壓複合開關
2、低壓複合開關3與大容量變壓器單元6相連的電路；當負荷電流小於滿容量的60%大於28%時，則先合上高壓複合開關2、低壓複合開關3與大容量變壓器單元6相連的電路，然後再斷開高壓複合開關2、低壓複合開關3與小容量變壓器單元5相連的電路；在大容量變壓器單元6運行時，當負荷電流大於滿容量的60%時，則合上高壓複合開關2、低壓複合開關3與小容量變壓器單元5相連的電路；當負荷電流小於滿容量28%時，則先合上高壓複合開關
2、低壓複合開關3與小容量變壓器單元5相連的電路，然後再斷開高壓複合開關2、低壓複合開關3與大容量變壓器單元6相連的電路。
[0017]當高壓複合開關2、低壓複合開關3在合閘時，由控制電路4檢測到電壓過零點，先導通IPM高壓大功率智能模塊9，1ms後真空接觸器合閘8 ;高壓複合開關2、低壓複合開關3在斷開時，由控制電路4檢測到電流過零點，先斷開真空接觸器8合閘，1ms後關斷IPM高壓大功率智能模塊9 ;高壓複合開關2、低壓複合開關3中IPM高壓大功率智能模塊9先投後退，高壓側電壓為零時為高壓側開關動作時刻，以有效消除高壓側過電流；選擇低壓側電流相位為零時為低壓側開關動作時刻，以有效消除低壓側過電壓；正常運行時由真空接觸器8承載電流，避免了功率模塊IPM的發熱和耐壓等問題，從而能夠提高開關的可靠性。
[0018]本發明自動調容配電變壓器創新的重點是共箱的兩個獨立不同容量的變壓器單元，實現了大中小三種容量的運行方式組合，貼近峰谷平時段的負荷需求，不運行的變壓器單元無電路和磁路連接，實現了變壓器的損耗最小化；該發明在負載情況下，根據負荷變化自動改變變壓器聯接方式從而調整變壓器為大中小容量，節能效果顯著；變壓器單元投入退出時，複合開關中高壓大功率智能模塊IPM先投後退和真空接觸器承載電流控制方案，有效的抑制了暫態過電壓和過電流，避免了功率模塊IPM的發熱和耐壓等問題，從而能夠提高開關的可靠性；本發明適用於季節性負荷或者周期負荷變化較大的農村、城市商業區、工業區、居民小區等場所。
【權利要求】
1.自動調容的配電變壓器，其特徵在於:它包括變壓器本體(I)、高壓複合開關(2)、低壓複合開關(3)和控制電路(4)，變壓器本體(I)中安裝有高壓複合開關(2)、低壓複合開關(3)、小容量變壓器單元(5)、大容量變壓器單元(6)和低壓電流互感器(7)，高壓複合開關(2)分別與變壓器本體(I)的對應相別的高壓出線樁頭和小容量變壓器單元(5)及大容量變壓器單元(6 )的高壓繞組相連，低壓複合開關(3 )分別與變壓器本體(I)的對應相別的低壓出線樁頭和小容量變壓器單元(5)及大容量變壓器單元(6)的低壓繞組相連，低壓電流互感器(7)安裝於變壓器本體(I)內的低壓出線樁頭，控制電路(4)與低壓電流互感器(7)、高壓複合開關(2)、低壓複合開關(3)相連。
2.根據權利要求1所述的自動調容的配電變壓器，其特徵在於:高壓複合開關(2)及低壓複合開關(3)的每相由真空接觸器(8)和IPM高壓大功率智能模塊(9)，真空接觸器(8)和IPM高壓大功率智能模塊(9)兩端並聯，真空接觸器(8)和IPM高壓大功率智能模塊(9)連接至控制電路(4)。
3.根據權利要求1所述的自動調容的配電變壓器，其特徵在於:控制電路(4)包括採樣單元(10)、CPU單元(11)和驅動單元(12)，採樣單元(10)與低壓電流互感器(7)、CPU單元(11)連接，CPU單元(11)與採樣單元(10)、驅動單元(12)連接，驅動單元(12)與CPU單元(11)、高壓複合開關(2)、低壓複合開關(3)相連。
【文檔編號】H01F29/00GK104242669SQ201410511615
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】劉建戈, 曹莉 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司漣水縣供電公司, 江蘇省電力公司淮安供電公司, 江蘇省電力公司