一種變壓器電能質量穩定裝置製造方法

2023-10-30 04:02:42

一種變壓器電能質量穩定裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變壓器電能質量穩定裝置，該變壓器電能質量穩定裝置與一帶調壓變壓器連接，包括一直接取電應急旁路迴路、整流迴路、儲能迴路、逆變迴路、濾波迴路和直接耦合應急旁路迴路；其中，所述直接取電應急旁路迴路依次串聯所述整流迴路、所述儲能迴路、所述逆變迴路、所述濾波迴路和所述直接耦合應急旁路迴路，且所述直接耦合應急旁路迴路和所述直接取電應急旁路迴路分別連接在所述帶調壓變壓器的調壓繞組上；該變壓器電能質量穩定裝置懸浮設置於所述帶調壓變壓器的調壓分接點的電位處，並與周圍其他電位絕緣；通過該變壓器電能質量穩定裝置不僅能夠理想地經濟地解決供電質量和電網安全的問題，同時能夠達到一定的節能效果。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及供電質量和電網安全領域，尤其涉及一種變壓器電能質量穩定裝 置。 一種變壓器電能質量穩定裝置

【背景技術】
[0002] 在現代社會，人們對供電質量和電網安全的要求日益增高，而配電網中的用電設 備的種類卻在不斷的增加，電網供電和用電的負載程度也在不斷的增大，這使得供電質量 和電網安全面臨更大威脅。目前在電網中檢測手段已很完善，但是提高供電質量和電網安 全的手段卻不多，也不完備。對於目前來說，一般提高供電質量和電網安全的手段主要有：
[0003] -、對電壓偏差、三相電壓不平衡和穩定性的補償，主要為在供電側一般採用變壓 器分接調壓，通常為靜態有極調壓，而這種調壓方式不準也不及時，而且帶有電壓波動和閃 動；在用電側採用穩壓器，但投入太大；
[0004] 二、對功角穩定性及功率因數的補償，主要為在供電側一般採用高壓電容區域性 集中補償，投入成本高，目前也投入不足，而在用電側一般採用低壓電容式補償，不僅投入 大也不經濟；
[0005] 三、對諧波的補償，主要為在供電側一般採用濾波裝置區域性集中濾波，在用電側 由諧波產生大戶自行投入諧波補償裝置來限制諧波，這種方式投入極大；
[0006] 四、對電壓波動和閃變、暫態電壓安全性的措施較少。
[0007] 因此，針對現有技術的缺陷，有必要提出一種經濟理想，同時能夠達到一定節能效 果並有利於電網安全的變壓器電能質量穩定裝置，從而有效提高電能利用率和電網安全問 題。 實用新型內容
[0008] 為了克服現有技術的缺陷，本實用新型旨在提供一種具有節能效果，並提高變壓 器穩定性和可靠性的變壓器電能質量穩定裝置。
[0009] 為了達到上述目的，本實用新型公開了一種變壓器電能質量穩定裝置，該變壓器 電能質量穩定裝置與一帶調壓變壓器的調壓繞組直接連接，其特徵在於，所述變壓器電能 質量穩定裝置包括一直接取電應急旁路迴路、整流迴路、儲能迴路、逆變迴路、濾波迴路和 直接耦合應急旁路迴路；其中，所述直接取電應急旁路迴路依次串聯所述整流迴路、所述儲 能迴路、所述逆變迴路、所述濾波迴路和所述直接耦合應急旁路迴路，且所述直接耦合應急 旁路迴路和所述直接取電旁路迴路分別連接在所述帶調壓變壓器的調壓繞組上。
[0010] 較佳地，所述變壓器電能質量穩定裝置懸浮設置於所述帶調壓變壓器的調壓分接 點的電位處，並與周圍其他電位絕緣。
[0011] 較佳地，所述帶調壓變壓器包括一調壓繞組和分別設置於所述調壓繞組兩側的上 半主繞組和下半主繞組，所述調壓繞組包括0至4的五個調壓分接點，所述上半主繞組設置 有A分接點，所述下半主繞組設置有B分接點，且所述0調壓分接點與所述B調壓分接點連 接，其0調壓分接點和下半主繞組的B分接點可為同一個端點，且0調壓分接點和下半主繞 組的Β分接點可在變壓器內直接連接。
[0012] 較佳地，所述直接取電應急旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的0調壓分接 點和4調壓分接點。
[0013] 較佳地，所述直接耦合應急旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的0調壓分接 點和所述上半主繞組的Α分接點。
[0014] 較佳地，所述直接耦合應急旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的4調壓分接 點和所述上半主繞組的A分接點。
[0015] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：
[0016] 1、本實用新型的變壓器電能質量穩定裝置通過設置直接取電應急旁路迴路，以及 與該直接取電應急旁路迴路依次串聯連接的、整流迴路、儲能迴路、逆變迴路濾波迴路和直 接耦合應急旁路迴路，且該直接耦合應急旁路迴路和直接取電應急旁路迴路分別連接在一 帶調壓變壓器的主繞組上，從而使該直接取電應急旁路迴路從該帶調壓變壓器調壓繞組上 取電，並通過該直接耦合應急旁路迴路耦合於該帶調壓變壓器調壓繞組上；使該匹配於帶 調壓變壓器的電能質量穩定裝置能夠通過動態無極瞬時補償電壓偏差、三相電壓不平衡以 及補償電容性和電感性無功功率，提高功率因數；而且，該變壓器電能質量穩定裝置通過變 壓器高壓側取電高壓側耦合的方式，與其他方式相比運行電流小，無需隔離耦合變壓器，使 得經濟合理，整體裝置體積也更小，結構簡單，從而大幅降低成本。
[0017] 2、本實用新型的變壓器電能質量穩定裝置安裝在變壓器上，在工作時可動態補償 任意次諧波，且該裝置可以在電壓驟降(如大容量設備接入）和瞬間斷電(如開關倒閘）時能 夠維持短暫供電，有效提高電網安全。
[0018] 3、本實用新型的變壓器電能質量穩定裝置在變壓器空載運行時，該變壓器電能質 量穩定裝置能夠降低空載電流，從而達到節能效果；而且，該變壓器電能質量穩定裝置可使 變壓器調壓分接結構的製造更加簡單(傳統上調壓繞組的分接點1至3已無必要可取消)， 提高了變壓器的可靠性，也能夠降低一部分成本。
[0019] 4、本實用新型的變壓器電能質量穩定裝置直接安裝於變壓器上，與變壓器融為一 體，使其實用性更強，且該裝置可以使常規變壓器調壓分接結構更加簡單，只需要〇和4調 壓分接點即可，從而大大提高了變壓器的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型變壓器電能質量穩定裝置的結構框圖。
[0021] 符號列表：
[0022] 10-變壓器，11-調壓繞組，12-上半主繞組，13-下半主繞組；20-變壓器電能質量 穩定裝置，21-直接取電應急旁路迴路，22-整流迴路，23-儲能迴路，24-逆變迴路，25-濾波 迴路，26-直接耦合應急旁路迴路。

【具體實施方式】 [0023] ：
[0024] 參見示出本實用新型實施例的附圖，下文將更詳細的描述本實用新型。然而，本實 用新型可以以不同形式、規格等實現，並且不應解釋為受在此提出之實施例的限制。相反， 提出這些實施例是為了達成充分及完整公開，並且使更多的有關本【技術領域】的人員完全了 解本實用新型的範圍。這些附圖中，為清楚可見，可能放大或縮小了相對尺寸。
[0025] 現參考圖1詳細描述根據本實用新型實施的變壓器電能質量穩定裝置，如圖1所 示，本實用新型提供的變壓器電能質量穩定裝置20用於連接帶調壓的變壓器10,該變壓器 電能質量穩定裝置20包括一直接取電應急旁路迴路21、整流迴路22、儲能迴路23、逆變回 路24、濾波迴路25和直接耦合應急旁路迴路26 ;該直接取電應急旁路迴路21依次串聯連 接該整流迴路22、儲能迴路23、逆變迴路24、濾波迴路25和直接耦合應急旁路迴路26,且 該直接耦合應急旁路迴路26和該直接取電應急旁路迴路21分別連接在該帶調壓的變壓器 10的調壓繞組11上；通過該直接取電應急旁路迴路21和直接耦合應急旁路迴路26對變壓 器高壓側取電和高壓側耦合的方式，與現有取電和耦合方式相比運行電流較小，且無需隔 離耦合變壓器，從而更加經濟合理，且該變壓器電能質量穩定裝置20安裝於變壓器10上， 與該帶調壓變壓器融為一體，使其體積更小。
[0026] 其中，在具體實施過程中，該帶調壓變壓器包括一調壓繞組11和分別設置於所述 調壓繞組11兩側的上半主繞組12和下半主繞組13,該調壓繞組11通常包括0至4的五 個調壓分接點，該上半主繞組12設置有A分接點，該下半主繞組13設置有B分接點，且該 〇調壓分接點與該B分接點連接（即該0調壓分接點和下半主繞組13的B分接點在變壓器 10內連接，且兩者為同一端點）；該變壓器電能質量穩定裝置20懸浮設置於該帶調壓變壓 器的調壓分接點的電位處，並與周圍其他電位絕緣。
[0027] 而且，該直接取電應急旁路迴路21的兩端分別連接該調壓繞組11的0調壓分接 點和4調壓分接點；該直接耦合應急旁路迴路26的兩端分別連接該調壓繞組11的0調壓 分接點和該上半主繞組12的A分接點，該直接耦合應急旁路迴路26兩端與帶調壓變壓的 連接方式還可以為通過該直接耦合應急旁路迴路26的兩端分別連接該調壓繞組11的4調 壓分接點和上半主繞組12的A分接點。
[0028] 在具體實施過程中，該調壓繞組11中的調壓分接點並不限於本實施例提出的五 個調壓分接點，還可以設置多個調壓分接點，而該直接耦合應急旁路迴路26和直接取電應 急旁路迴路21與該帶調壓變壓器的連接方式分別為：該直接耦合應急旁路迴路26 -端連 接上半主繞組12的A分接點，直接耦合應急旁路迴路26另一端連接該調壓繞組11兩端任 一調壓分接點；該直接取電應急旁路迴路21的一端連接該下半主繞組13的B分接點，直接 取電應急旁路迴路21的另一端連接該調壓繞組11中4調壓分接點。其中由於該下半主繞 組13的B調壓分接點和調壓繞組11的0調壓分接點連接，即該0調壓分接點和B調壓分 接點處兩處的電位相等，則該直接耦合應急旁路迴路26和該直接取電應急旁路迴路21連 接到〇調壓分接點和連接到B調壓分接點實際達到的效果相同，或者說0調壓分接點和B 分接點為同一個端點。
[0029] 在具體實施過程中，以10KV變壓器的其中一相為例，其調壓範圍為-5%到+5%的 額定電壓，該變壓器電能質量穩定裝置與調壓變壓器相結合後的工作原理為：在該變壓器 在正常運行狀態下，變壓器外加電壓UelOKV的正弦波，其變壓感應到調壓繞組0-4端的電 壓為10KV且相位波形基本一致的正弦波，該變壓器電能質量穩定裝置按照上述的連接方 式與該變壓器連接(在此不再贅述)。該調壓繞組11上的電壓通過該直接取電應急旁路回 路21與周邊電位隔離懸浮，並送電至該整流迴路22,該整流迴路22將正弦波交流電變為 直流電，並將該直流電發送到該儲能迴路23,通過該儲能迴路23將該直流電儲能於直流電 容中供後續的能量使用；該逆變迴路24將儲能迴路23中的直流電逆變成任意相位、任意幅 度的正弦波交流電(也可以疊加一些特定的諧波電壓)，由於該逆變迴路24產生逆變後的波 形不是很光滑，還有間斷，因此，通過該逆變迴路24逆變後的正弦波交流電通過該濾波回 路25使其波形光滑，通過調製後的該正弦波交流電通過直接耦合應急旁路迴路26耦合到 該變壓器10的Ο-A埠處，從而達到調節變壓器電參數的目的。
[0030] 而且，具體實施過程中，在沒有安裝該變壓器電能質量穩定裝置的常規變壓器中， 其變壓器外加電壓U 1=變壓器主繞組電壓U2+調壓繞組電壓％_4，由於變壓器調壓繞組電壓 是變壓器主繞組直接感應的電壓，這樣變壓器外加電壓和調壓繞組電壓相位和波形基本一 致，因此，變壓器主繞組電壓只是該變壓器外加電壓和調壓繞組電壓的幅值之差，且該變壓 器主繞組電壓的相位波形無變化，而變壓器輸出電壓主要由該主繞組電壓決定，因此，該變 壓器輸出電壓也基本無變化。而在本實用新型實施的變壓器電能質量穩定裝置中，將其安 裝在變壓器上，其變壓器外加電壓U 1=變壓器主繞組電壓U2+變壓器電能質量穩定裝置的輸 出電壓Um，由於該變壓器電能質量穩定裝置的輸出電壓是人工任意調製的電壓（即通過改 變該直接取電應急旁路迴路在調壓繞組中的位置改變其電壓)，而變壓器外加電壓不變，因 此，該變壓器主繞組電壓也可以按照人工要求進行任意調整，從而改變該變壓器主繞組電 壓的相位幅值和諧波含量，並且該變壓器輸出電壓主要由主繞組電壓決定，因此，該變壓器 的最終輸出電壓便可按照人工要求進行調整，即通過調整變壓器電能質量穩定裝置的直接 取電應急旁路迴路在調壓繞組上的連接點改變變壓器的輸出電壓。其中，該變壓器外加電 壓認為一給定值。
[0031] 通過該變壓器電能質量穩定裝置與配電變壓器的連接，從而有效達到節省電能和 成本，具體的，該變壓器電能質量穩定裝置主要功能為1、動態無極瞬時補償電壓偏差、三相 電壓不平衡的特點，採用動態無極瞬時補償，且無電壓波動和閃動，平滑過渡，具有10%額 定電壓的補償；2、動態無級瞬時補償電容性和電感性無功的特點，從而提高功率因數，並有 效補償10%的變壓器額定容量；3、可動態補償任意次諧波，幅值高達10%額定電壓；4、該 變壓器電能質量穩定裝置在電壓驟降如大容量設備接入或瞬時鍛鍊如開關倒閘時維持短 暫供電，有效提高電網安全；5、該變壓器電能質量穩定裝置在空載運行時，能夠降低空載電 流，從而達到節電效果；6、該變壓器電能質量穩定裝置與該配電變壓器連接，兼有電能監控 和電能管理的功能，從而能夠省去原有的監控設備，有效降低成本。
[0032] 然而，我們應該認識到，本實用新型並不以此為限，該變壓器電能質量穩定裝置中 的帶調壓變壓器中的調壓繞組的調壓分接點數量並不限於本實施例提出的五個節點數量， 且該直接耦合應急旁路迴路不僅限於兩端連接A調壓分接點和0調壓分接點，還可以連接 A調壓分接點和4調壓分接點，從而使其一端連接第一繞組，另一端連接調壓繞組兩端最高 或最低點位的調壓分接點。從而有效提高該變壓器電能質量穩定裝置的性能。
[0033] 另外，本實用新型實施的變壓器電能質量穩定裝置與變壓器結合後，還可以通過 設置其他人工自動化控制軟體和算法，如波形移相技術、正弦波變形技術、波形疊加抵消算 法等，我們便可以通過該自動化控制軟體或算法任意調整變壓器輸出電壓的幅值、相位和 諧波含量，從而達到調節變壓器供電質量和穩定電網的效果。
[〇〇34] 顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用 新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變形屬於本實用新型權利要求及 其等同技術的範圍內，則本實用新型也意圖包含這些改動在內。
【權利要求】
1. 一種變壓器電能質量穩定裝置，與一調壓變壓器的調壓繞組直接連接，其特徵在於， 所述變壓器電能質量穩定裝置包括一直接取電應急旁路迴路、整流迴路、儲能迴路、逆變回 路、濾波迴路和直接耦合應急旁路迴路；其中，所述直接取電應急旁路迴路依次串聯所述整 流迴路、所述儲能迴路、所述逆變迴路、所述濾波迴路和所述直接耦合應急旁路迴路，且所 述直接耦合應急旁路迴路和所述直接取電旁路迴路分別連接在所述調壓變壓器的調壓繞 組上。
2. 根據權利要求1所述的變壓器電能質量穩定裝置，其特徵在於，所述變壓器電能質 量穩定裝置懸浮設置於所述調壓變壓器的調壓分接點的電位處，並與周圍其他電位絕緣。
3. 根據權利要求2所述的變壓器電能質量穩定裝置，其特徵在於，所述調壓變壓器包 括一調壓繞組和分別設置於所述調壓繞組兩側的上半主繞組和下半主繞組，所述調壓繞組 包括0至4的五個調壓分接點，所述上半主繞組設置有A分接點，所述下半主繞組設置有B 分接點，且所述0調壓分接點與所述B分接點連接。
4. 根據權利要求3所述的變壓器電能質量穩定裝置，其特徵在於，所述直接取電應急 旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的〇調壓分接點和4調壓分接點。
5. 根據權利要求4所述的變壓器電能質量穩定裝置，其特徵在於，所述直接耦合應急 旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的〇調壓分接點和所述上半主繞組的A分接點。
6. 根據權利要求4所述的變壓器電能質量穩定裝置，其特徵在於，所述直接耦合應急 旁路迴路的兩端分別連接所述調壓繞組的4調壓分接點和所述上半主繞組的A分接點。
【文檔編號】H02J3/18GK203871855SQ201420073473
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年2月20日 優先權日:2014年2月20日
【發明者】周青 申請人:周青