專利名稱：子母式低壓配電節(jié)能裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城鄉(xiāng)低壓電網(wǎng)的變壓器容量的節(jié)能配置裝置與方法o背景技術(shù)我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)的配電變壓器的額定容量，基本上是按供電區(qū) 域用電時最大的容量配置，而實際用電存在著季節(jié)性用電峰谷和 晝夜性用電峰谷，因此每個配電臺區(qū)的變壓器容量都存在著除用 電高峰期以外其余時期過剩的問題，有較大的空載損耗，既浪費電力資源又增加用戶經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。為此，曾有人采用過子母變壓器， 用電高峰時用大容量變壓器，用電低谷時手動切換到小容量變壓器，這樣的子母變壓器配置造成電網(wǎng)運行的停頓，換接線麻煩， 安裝維修不便。河南尉氏供電局南曹變電站采用兩臺容量不同的 變壓器，當(dāng)負(fù)載增加到一臺變壓器容量不夠用時，便并列^第 二臺變壓器，進(jìn)行并列運行，這種并列運行對變壓器的種類、接 線、開關(guān)檔位的同一、負(fù)載率等都有嚴(yán)^"求，否則繞組內(nèi)會產(chǎn) 生環(huán)流，輕則影響變壓器容量的合理利用，重則燒壞變壓器。經(jīng) 檢索和市場調(diào)查，尚未發(fā)現(xiàn)其它有關(guān)子母式變壓器節(jié)能裝置應(yīng)用 實例和相關(guān)資料的公開報道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，設(shè)計出一種成本 低、能根據(jù)負(fù)載電流大小自動切換子母變壓器的、不需臨時換接 線的、安裝維修方便、對負(fù)載進(jìn)行隔離運行、不會產(chǎn)生環(huán)流、無 環(huán)流損害、負(fù)荷分配更精細(xì)、節(jié)能顯著的子母式低壓配電節(jié)能裝 置及方法。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施實現(xiàn)它包含有變壓器、開 關(guān)與連接線，高壓隔離開關(guān)連接二或三只高壓真空接觸器，變壓 器的進(jìn)線端與出線端分別連接高壓真空接觸器與低壓隔離開關(guān)， 高壓真空接觸器、變壓器和低壓隔離開關(guān)三者的只數(shù)相等，低壓 隔離開關(guān)通過低壓分配開關(guān)經(jīng)負(fù)載電流采樣互感器與負(fù)載連接， 寸^隔離開關(guān)和4^&分配開關(guān)將多路負(fù)載按需隔離斷開，智能控 制系統(tǒng)的Fi、 F2或R、 F2、 F3端口分別接高壓真空接觸器L、 J2 或L、 J2、 J3的F口，智能控制系統(tǒng)的L廣U、 K廣K6端口分別接^f氐 壓開關(guān)QF「QF6對應(yīng)數(shù)量的L 口和K 口，智能控制系統(tǒng)的L-Ii。端口分別有兩條連線與對應(yīng)數(shù)量的負(fù)載電流采樣互感器的 TA廣TAs連接。所說的低壓隔離開關(guān)和低壓分配開關(guān)采用永磁繼電開關(guān)；變壓器與低壓隔離開關(guān)之間連接有與前兩者只數(shù)相等的 無功補償器。本子母式低壓配電節(jié)能方法，采取如下幾方面的技 術(shù)方案 '(1) 選配二或三臺容量不等的變壓器，選兩臺時，其中的 大容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負(fù)荷的2/3值，并允許在該 值的±50%范圍內(nèi)選擇，小容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負(fù) 荷的l/3值，也允許在該值的±50%范圍內(nèi)選擇；選三臺的再在 上兩臺容量值的中間值選加一 臺；(2) 在變壓器的進(jìn)線端與出線端分別連接高壓真空接觸器 和低壓隔離開關(guān)，且三者的只數(shù)相等；(3) 低壓隔離開關(guān)通過低壓分配開關(guān)經(jīng)負(fù)栽電流采樣互感 器與負(fù)載連接；(4) 低壓分配開關(guān)和低壓隔離開關(guān)將多路(至少三路)按 需斷開隔離，使負(fù)載進(jìn)行隔離運行。(5 )低壓隔離開關(guān)和低壓分配開關(guān)選用永磁繼電開關(guān)； (6)變壓器與低壓隔離開關(guān)之間連接有只數(shù)與前兩者相等 (7 )負(fù)載電流采樣互感器或釆樣模塊TA廣TAs接智能控制系 統(tǒng)的I廣Iu)端口，智能控制系統(tǒng)的F「R或F廣F3端口對應(yīng)接高壓真空接觸器J「L或J廣L的F 口，它的1「16端口、 K「K6端口分別接低壓開關(guān)QF「QFe對應(yīng)的L 口和K 口 ；(8)經(jīng)編程制作的芯片置于智能控制系統(tǒng)內(nèi)，收集與分析 來自互感器的采樣電流信息，對高壓真空接觸器、低壓隔離開關(guān)、 低壓分配開關(guān)進(jìn)行實時自動分合控制。本裝置相比現(xiàn)有技術(shù)具有顯著減少空載損耗、環(huán)流損害、不 需臨時接線、安裝維修方便等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明中用兩臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。 圖2為本發(fā)明中用三臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。 圖3為帶無功補償器的用三臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明下面將結(jié)合實施例并參照附圖予以進(jìn)一步詳述 一個 供電區(qū)域用電的J^谷差大，負(fù)荷率低，尤宜用子母式變壓器進(jìn)行 配電。特別是容量大的變壓器，如不能進(jìn)行容量調(diào)整，空載損耗 更嚴(yán)重。設(shè)定用兩臺變壓器4配電的，則依據(jù)該供電區(qū)域最大負(fù) 荷的2/3值作大容量變壓器，且允許在該值的上下增減50%范圍 內(nèi)選定，1/3值作小容量變壓器，且允許在該值的±50%范圍內(nèi) 選定。用三臺變壓器4配電的，則在前兩臺的基礎(chǔ)上再配一只容 量居中的中等容量變壓器即可。如一個最大負(fù)荷8為500KVA的 供電區(qū)域，配兩臺變壓器的，容量分別為315KVA和200KVA (或 160KVA)各一臺。配三臺的，再增加一臺容量為250KVA的變壓 器即可。配兩臺的省成本，設(shè)置與編程方便，^fr度稍差，節(jié) 能效果稍次于三臺的。
負(fù)載電流采樣互感器7是在每條負(fù)栽線路上各設(shè)一個，為智 能控制系統(tǒng)2提供負(fù)載電流信息，為高、低壓開關(guān)3、 5、 6的自 動分合作依據(jù)。智能控制系統(tǒng)2中的芯片編程，另行申報計算機 軟件保護(hù)，在此不再敘述。低壓開關(guān)5和6選用永磁繼電開關(guān)， 這有兩個好處， 一是節(jié)電，二是快速通斷，最小通斷時間小于 20ms，永磁繼電開關(guān)可市售或以設(shè)定參數(shù)自制。為進(jìn)一步節(jié)電， 每臺變壓器4都可連接有無功##器9，進(jìn)行無功##。
參照圖1，是用兩臺變壓器4(L、 TJ進(jìn)行配電，假設(shè)最大 負(fù)荷8為500KVA，變壓器L容量為315KVA， T^為200KVA，在用 電高峰期高低壓開關(guān)3、 5進(jìn)行L、 T2同時供電合上，分配開關(guān) 組6根據(jù)實際負(fù)載情況，斷開其中一只開關(guān)，使負(fù)載分割成兩部 分，分別由兩只變壓器L、 L供電，根本上解決了變壓器并列運 行中的環(huán)流現(xiàn)象。到用電低谷時，負(fù)荷為170KVA,則變壓器L 的高壓真空接觸器(即高壓開關(guān))L和低壓隔離開關(guān)QFi斷開， 只啟用容量為200KVA的變壓器T2，其兩端的高、低壓開關(guān)J2、 QF2合閘運作，低壓分配開關(guān)組6中所有開關(guān)均合上，則所有負(fù)
載全部接到T2的低壓側(cè)，由T2單獨供電運行，降低了傳統(tǒng)供電
方案中由大變壓器供電的電能損耗。如果用三臺變壓器4 (l、 T2、 T3)配電，如圖2所示，則再在原兩臺變壓器的基礎(chǔ)上增加 一臺容量為250KVA的變壓器T3，若負(fù)荷處于平常值即260KVA 時，只需開啟一^變壓器T3即可，高、4氐壓開關(guān)3、 5'、 6也作 前勤目應(yīng)的分合調(diào)整，而這些調(diào)整均由智能控制系統(tǒng)2來掌控。 無功##器9既可單獨自動控制，也可歸入智能控制系統(tǒng)2 —併 掌控。上述各部件可"箱(拒)體內(nèi)制成配電箱的型式。
需重點說明的是二或三只低壓隔離開關(guān)5和低壓分配開關(guān)6 通過智能控制系統(tǒng)來按需控制各路負(fù)載的通斷，無論采用 一只或 兩只變壓器4，都不會造成配電的并列運行，避免了變壓器并列
運行的環(huán)流損害。 一般講有兩路負(fù)載的，就可進(jìn)行負(fù)載的分配, 但這是粗放式分配，至少三路負(fù)載的，更可精細(xì)合理分配。
權(quán)利要求
1、 一種子母式低壓配電節(jié)能裝置，包含有變壓器、開關(guān)與 連接線，其特征是高壓隔離開關(guān)(1)連接二或三只高壓真空接觸器(3)，變壓器(4)的進(jìn)線端與出線端分別連接高壓真空接 觸器(3)與低壓隔離開關(guān)(5)，高壓真空接觸器(3)、變壓器 (4)和低壓隔離開關(guān)(5)三者的只數(shù)相等，低壓隔離開關(guān)(5) 通過^^分配開關(guān)(6 )經(jīng)負(fù)載電流采樣互感器或采樣模塊(7 ) 與負(fù)載(8)連接，智能控制系統(tǒng)(2)的R、 F2或R、 F2、 &端 口分別接高壓真空接觸器(3) L、 J2或L、 J2、 J3的F口，智能控制系統(tǒng)(2 )的L廣U 、 K廣K6端口分別接低壓開關(guān)(5 、 6 ) QF「QR 對應(yīng)數(shù)量的L 口和K 口，智能控制系統(tǒng)(2)的IHU。端口分別 有兩條連線與對應(yīng)數(shù)量的負(fù)載電流采樣互感器(7)的TA廣TAs 連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的子母式低壓配電節(jié)能裝置，其特征 是所說的低壓隔離開關(guān)(5 )和低壓分配開關(guān)(6 )采用永磁繼電 開關(guān)。
3、 如權(quán)利要求1所述的子母式低壓配電節(jié)能裝置，其特征 是變壓器(4 )與低壓隔離開關(guān)(5 )之間連接有與前兩者只數(shù)相 等的無功補償器(9 )。
4、 一種子母式低壓配電節(jié)能方法，其特征是采取如下幾方 面的技術(shù)方案(1)選配二或三臺容量不等的變壓器(4)，選兩臺時，其 中的大容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負(fù)荷的2/3值，小容量 變壓器的容量為供電區(qū)域最大負(fù)荷的1/3值，并都允許在各自值 的± 50%范圍內(nèi)選擇，選三臺的再在上兩臺容量值的中間值選加一臺；(2 )在變壓器(4 )的進(jìn)線端與出線端分別連接高壓真空接 觸器(3)和低壓隔離開關(guān)(5)，且三者的只數(shù)相等；(3) 低壓隔離開關(guān)(5)通過低壓分配開關(guān)(6)經(jīng)負(fù)載電 流采樣互感器(7)與負(fù)載(8)連接；(4) 低壓隔離開關(guān)(5)和低壓分配開關(guān)(6)將多路負(fù)載 (8)按需分割，對負(fù)載進(jìn)行隔離運行；(5) 低壓隔離開關(guān)(5)和低壓分配開關(guān)(6)以選用永磁 繼電開關(guān)優(yōu)選；(6) 變壓器(4)與低壓隔離開關(guān)(5)之間連接有只數(shù)與 前兩者相等的無功補償器(9 );(7) 負(fù)載電流采樣互感器或采樣模塊(7) TA「TAs接智能 控制系統(tǒng)(2 )的I廣L。端口 ，智能控制系統(tǒng)(2 ) F廣F2或的F廣R 端口對應(yīng)接高壓真空接觸器J廣J2或J「J3的F 口，它(2)的1「16 端口 、 K廣〖6端口分別接低壓開關(guān)(5、 6 ) QF廣QF6對應(yīng)的L 口和K口；(8) 經(jīng)編程制作的芯片置于智能控制系統(tǒng)(2)內(nèi)，收集與 分析來自互感器(7 )的采樣電流信息，對高壓真空接觸器(3 )、 低壓隔離開關(guān)(5 )、低壓分配開關(guān)(6 )進(jìn)行實時自動分合控制。
全文摘要
一種子母式低壓配電節(jié)能裝置和方法，二或三臺容量不等的變壓器(4)兩端分別連接高、低壓開關(guān)(3、5)，低壓分配開關(guān)(6)經(jīng)負(fù)載電流采樣互感器(7)與負(fù)載(8)連接，互感器(7)將負(fù)載采樣電流信息傳給智能控制系統(tǒng)(2)，后者經(jīng)分析，實時自動掌控著所有高、低壓開關(guān)的分合，以達(dá)到通斷部分變壓器4及相應(yīng)開關(guān)，實現(xiàn)節(jié)能自動配電和負(fù)載(8)隔離運行的目的。本發(fā)明應(yīng)用于城鄉(xiāng)低壓電網(wǎng)的供電區(qū)域配電，尤適于在用電峰谷差大、負(fù)荷率低的供電區(qū)域配電，具有顯著減少空載損耗、不會造成環(huán)流損害、節(jié)能、不需臨時換接線、安裝維修方便等優(yōu)點。
文檔編號H02J3/00GK101145690SQ20071007049
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月4日
發(fā)明者李乾偉 申請人:李乾偉