本實(shí)用新型涉及一種配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓系統(tǒng)，屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國廣大農(nóng)村與城郊配電網(wǎng)中，負(fù)荷季節(jié)性變化明顯、峰谷差值大且電能質(zhì)量低。因此設(shè)計(jì)一種自動(dòng)有載調(diào)容調(diào)壓的配電變壓器是十分必要的。目前國內(nèi)雖有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器投運(yùn)，但大部分配電變壓器僅有調(diào)壓或調(diào)容功能。同時(shí)，目前我國的有載調(diào)壓或調(diào)容配電變壓器大多使用機(jī)械式開關(guān)。機(jī)械式開關(guān)具有切換速度慢、不能準(zhǔn)確控制切換時(shí)間且有電弧產(chǎn)生等缺點(diǎn)。隨著電力電子的蓬勃發(fā)展，電力電子元器件也朝著高電壓、大電流、大容量的趨勢(shì)發(fā)展。因此可以利用電力電子元器件作為調(diào)容調(diào)壓配電變壓器的開關(guān)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310100118.7的實(shí)用新型專利文件中公開了一種名為“一種自適應(yīng)負(fù)荷配電變壓器”的技術(shù)方案。該裝置通過對(duì)電壓電流以及無功的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、調(diào)容、平衡三相負(fù)荷以及就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)墓δ堋５窃搶?shí)用新型調(diào)容接線采用星—三角變換，在不斷電的情況下切換變壓器容量會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，不易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；同時(shí)低壓側(cè)的電壓也會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，對(duì)配電變壓器的自動(dòng)調(diào)壓過程產(chǎn)生很大的影響，不利于調(diào)容調(diào)壓的綜合控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決技術(shù)問題是：克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)。提供一種應(yīng)用電力電子開關(guān)作為分接開關(guān)的有載調(diào)容調(diào)壓的配電變壓器系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是：一種配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓系統(tǒng)，包括:安裝在配電變壓器高壓側(cè)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(cè)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(diào)壓抽頭；所述A相繞組、B相繞組和C相繞組的調(diào)壓抽頭分別串聯(lián)分接開關(guān)后連接在一起；所述A相繞組、B相繞組和C相繞組均由兩個(gè)高壓線圈組成，兩個(gè)高壓線圈的首尾兩端和所述調(diào)壓抽頭位置均通過第一調(diào)容開關(guān)連接；所述a相繞組、b相繞組和c相繞組均由兩個(gè)低壓線圈組成，兩個(gè)低壓線圈的首尾兩端均通過第二調(diào)容開關(guān)連接；所述配電變壓器的低壓側(cè)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(tǒng)；所述控制系統(tǒng)控制所述分接開關(guān)、第一電子開關(guān)和第二電子開關(guān)的通斷；所述分接開關(guān)、第一調(diào)容開關(guān)和第二調(diào)容開關(guān)是由反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管組成。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述分接開關(guān)并聯(lián)有緩沖電路；所述緩沖電路包括串聯(lián)的電阻和電容。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述調(diào)壓抽頭中包括有100%輸出抽頭；與該抽頭連接的分接開關(guān)并聯(lián)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(lián)的過渡開關(guān)；所述過渡開關(guān)由反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管組成；所述過渡開關(guān)由所述控制系統(tǒng)控制。

本實(shí)用新型提供的配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓系統(tǒng)，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用反向并聯(lián)的晶閘管作為配電變壓器調(diào)容調(diào)壓開關(guān)，可以自動(dòng)且迅速調(diào)節(jié)配電變壓器的容量與電壓。在切換過程中，電流電壓波動(dòng)穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)和配網(wǎng)中的敏感用戶產(chǎn)生影響。本實(shí)用新型采用并聯(lián)繞組的方法通過改變繞組截面積的大小實(shí)現(xiàn)調(diào)容，且在不斷電的情況下切換變壓器的容量不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流、過渡過程平緩、電壓波形穩(wěn)定?？梢詫?shí)現(xiàn)調(diào)容調(diào)壓的綜合控制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的變壓器高壓側(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的變壓器低壓側(cè)電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本實(shí)施例的配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓系統(tǒng)，以±1X5%UN調(diào)壓范圍的配電變壓器為例，該配電變壓器包括3個(gè)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(cè)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(cè)的a相繞組、b相繞組和c相繞組。A相繞組的三個(gè)調(diào)壓抽頭分別串聯(lián)分接開關(guān)KV1.1、KV1.2和KV1.3后連接在一起，同樣的，B相繞組的三個(gè)調(diào)壓抽頭分別串聯(lián)分接開關(guān)KV2.1、KV2.2和KV2.3，C相繞組的三個(gè)調(diào)壓抽頭分別串聯(lián)分接開關(guān)KV3.1、KV3.2和KV3.3，而后，各調(diào)壓抽頭分別串聯(lián)各自的分接開關(guān)后連接在一起。

A相繞組、B相繞組和C相繞組均由兩個(gè)高壓線圈組成，兩個(gè)高壓線圈的首尾兩端和調(diào)壓抽頭位置均通過第一調(diào)容開關(guān)連接；如圖1中所示，本例中的尾端也即抽頭，因此對(duì)于A相繞組來說，其線圈經(jīng)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并聯(lián)，WA2和WA5并聯(lián)，WA3和WA6并聯(lián)。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(gè)低壓線圈組成，兩個(gè)低壓線圈的首尾兩端均通過第二調(diào)容開關(guān)連接。分接開關(guān)、第一調(diào)容開關(guān)和第二調(diào)容開關(guān)是由反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管組成。分接開關(guān)并聯(lián)有緩沖電路；緩沖電路包括串聯(lián)的電阻R0和電容C0，如圖1中，所有的分接開關(guān)兩端均需并聯(lián)緩沖電路，用以保護(hù)晶閘管。

在A相繞組中與調(diào)壓抽頭中的100%抽頭連接的分接開關(guān)并聯(lián)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(lián)的過渡開關(guān)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(gè)分接開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成環(huán)流，產(chǎn)生極大的沖擊電流。過渡開關(guān)由反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管組成；過渡開關(guān)同樣由控制系統(tǒng)控制。例如變壓器運(yùn)行后，KV1.2、KV2.2和KV3.2導(dǎo)通，如果低壓側(cè)監(jiān)測(cè)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(cè)監(jiān)測(cè)到的電壓低于95%UN，應(yīng)使KV1.1、KV2.1和KV3.1導(dǎo)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(guān)斷之前先導(dǎo)通KV1.4、KV2.4和KV2.4，再關(guān)斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，之后再導(dǎo)通KV1.1、KV2.1和KV3.1，最后關(guān)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(shí)停電，本實(shí)施例通過并聯(lián)繞組改變繞組的截面積從而實(shí)現(xiàn)調(diào)容功能。用反向并聯(lián)的晶閘管組作為有載調(diào)容分接開關(guān)的切換開關(guān)，當(dāng)配電變壓器負(fù)荷過小時(shí)，調(diào)節(jié)變壓器在小容量方式下運(yùn)行，即所有調(diào)容開關(guān)均不動(dòng)作。當(dāng)配電變壓器負(fù)荷過大時(shí)，調(diào)節(jié)變壓器在大容量方式下運(yùn)行，即觸發(fā)開關(guān)KC1.1、KC2.2和KC3.3，以及低壓側(cè)的各開關(guān)，同時(shí)根據(jù)此時(shí)調(diào)壓觸頭導(dǎo)通的情況決定導(dǎo)通哪電壓等級(jí)的調(diào)容開關(guān)。如圖1中，如果KV1.1、KV2.2和KV3.3導(dǎo)通，則導(dǎo)通KC1.2、KC2.2和KC2.3；此時(shí)，處于105%UN輸出狀態(tài)；同樣的原理，100%UN和95UN分別啟動(dòng)對(duì)應(yīng)開關(guān)。緩沖電路可以限制過電壓和電壓上升率。

配電變壓器的低壓側(cè)安裝有檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路包括電壓互感器和電流互感器以及數(shù)據(jù)采樣模；數(shù)據(jù)采樣模塊處理由電流電壓互感器收集到電流電壓信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)；電壓互感器兩端分別接在配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)和低壓側(cè)任意一相（可以接在c相）之間，電流互感器接于低壓側(cè)任意一相上（可以接在c相）。利用數(shù)據(jù)采樣模塊數(shù)可獲取低壓側(cè)電壓U2和電流I2。再將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)獲得的U2和I2與設(shè)定的整定值進(jìn)行比較，決定配電變壓器是否需要調(diào)壓或調(diào)容。控制系統(tǒng)控制所有分接開關(guān)、過渡開關(guān)、第一調(diào)容子開關(guān)和第二調(diào)容開關(guān)的通斷。

在配電變壓器運(yùn)行的過程中，如果低壓側(cè)監(jiān)測(cè)到的電壓低于95%UN，且電壓持續(xù)時(shí)間t2v大于調(diào)壓整定時(shí)間tedv時(shí)，應(yīng)使105%UN對(duì)應(yīng)的開關(guān)導(dǎo)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(guān)斷之前先導(dǎo)通KV1.4、KV2.4和KV2.4，延時(shí)一段時(shí)間再關(guān)斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，延時(shí)一段時(shí)間再導(dǎo)通KV1.1、KV2.1和KV3.1，最后延時(shí)一段時(shí)間關(guān)斷KV1.4、KV2.4和KV2.4完成一次分接頭的切換。如果監(jiān)測(cè)到的電壓高于105%UN，分接開關(guān)應(yīng)由KV1.2、KV2.2和KV3.2切換到KV1.3、KV2.3和KV3.3，應(yīng)先導(dǎo)通KV1.4、KV2.4和KV2.4，延時(shí)一段時(shí)間關(guān)斷KV1.2、KV2.2和KV3.2，延時(shí)一段再導(dǎo)通KV1.3、KV2.3和KV3.3，最后延時(shí)一段時(shí)間關(guān)斷KV1.4、KV2.4和KV2.4。其他情況與以上相似，在此不再贅述。當(dāng)在KV1.1、KV2.1和KV3.1導(dǎo)通的時(shí)檢測(cè)到U2小于95%UN時(shí)，發(fā)出報(bào)警警告，不能繼續(xù)調(diào)壓。同理，當(dāng)在KV1.3、KV2.3和KV3.3導(dǎo)通的時(shí)檢測(cè)到U2大于105%UN時(shí)，發(fā)出報(bào)警警告，不能繼續(xù)調(diào)壓。

如果低壓側(cè)監(jiān)測(cè)到的電流低于調(diào)容整定值Ieda，且電流持續(xù)時(shí)間t2a大于調(diào)容整定時(shí)間teda時(shí)，判斷此時(shí)變壓器是否在小容量方式下運(yùn)行，若是，則不動(dòng)作，若不是，則調(diào)節(jié)變壓器在小容量方式下運(yùn)行；如果檢測(cè)到的電流大于調(diào)容整定值Ieda，且電流持續(xù)時(shí)間t2a大于調(diào)容整定時(shí)間teda時(shí)，判斷此時(shí)變壓器是否在大容量方式下運(yùn)行，若是，則不動(dòng)作，若不是，則調(diào)節(jié)變壓器在大容量方式下運(yùn)行。

在控制系統(tǒng)根據(jù)電壓電流互感器輸出測(cè)的電壓電流信號(hào)，并對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析得出配電變壓器低壓側(cè)的實(shí)際電壓值U2與實(shí)際電流值I2。根據(jù)U2和I2的值以及調(diào)壓調(diào)容流程來調(diào)節(jié)變壓器低壓側(cè)的電壓和變壓器在哪種運(yùn)行方式下運(yùn)行，使變壓器輸出電壓穩(wěn)定同時(shí)實(shí)現(xiàn)降損的目的。

本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均為本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。