CN102647092A - 一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置 - Google Patents

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徐四芹
王学岭
姚杰
白鸥
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Abstract

本发明涉及一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，包括三柱式变压器铁芯，三柱铁芯分别绕有A相主回路线圈和电压调整线圈、B相主回路线圈和电压调整线圈、C相主回路线圈和电压调整线圈；主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，电压调整线圈设有多个抽头，多个抽头连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接；本发明使用户端电压稳定在设备最佳运行电压值上，抑制并消减电力高次谐波分量以及浪涌电压和电流，脉冲电压和电流的干扰得到消除使得电器设备寿命延长；本发明在节省电力的同时,减少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。

Description

一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置
技术领域
本发明属于输变电技术领域，特别涉及一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置；利用自偶变压器的原理，在铁芯柱上设置相互串联的主回路线圈和调节线圈，通过对调节线圈抽头的控制对主回路线圈电压降进行调节，进而实现对用户电压的稳定控制。
技术背景
上个世纪80年代，由于供电不足，输配电技术落后,电压波动很大，特别是往负方向波动大，用户为了保证设备的正常供电，作为380伏的终端用户，在输变电变压器的设计上通常采用三相400伏的标准输出，有的设计甚至更高。到了本世纪，随着技术的进步以及输送线路的改造，线路损耗大大的降低以及电力供应充足，变压器源边电压稳定，但很多用户还保留原来设计思想，致使从输变电变压器到达用户用电设备后的电压偏高，超高的电压使用电设备的有功损耗和无功损耗大大增加，同时长时间运行在超额定电压状态下加快了用电设备的老化，缩短了用电设备的使用寿命。为了要解决此问题，要改变原设计标准是不可行的，然而简单的在线路中使用电抗器降低电压，因其不可调不能适用动态的用电设备变化也是不可行，因此如何在输变电变压器低压侧实现一种可动态调节电压，是人们迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，利用自偶变压器的原理，在铁芯柱上设置相互串联的主回路线圈和调节线圈，通过对调节线圈抽头的控制而对主回路线圈电压降进行调整，进而实现对用户电压的稳定控制。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，包括三柱式变压器铁芯，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱，A相铁芯柱绕有A相主回路线圈和A相电压调整线圈，B相铁芯柱饶有B相主回路线圈和B相电压调整线圈，C相铁芯柱饶有C相主回路线圈和C相电压调整线圈；所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。
所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与一个20微法的电力电容器并联。
一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，包括三柱式变压器铁芯、A相主回路线圈和A相电压调整线圈、B相主回路线圈和B相电压调整线圈、C相主回路线圈和C相电压调整线圈；三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱；所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈和第二主回路线圈，在A相铁芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈，在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相铁芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；A相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相铁芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相铁芯柱上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相铁芯柱上；三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压稳定要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2.5至3.5。
所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。
所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与一个20微法的电力电容器并联。
本发明的有益效果是: 能使到用户端使用的电压稳定在设备最佳运行电压值上，电力高次谐波分量得到抑制或消减,电源系统上的浪涌电压和电流，脉冲电压和电流的干扰得到消除，这些都使得电器设备寿命延长；此外在节省电力的同时,减少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1结构原理示意图；
图2为本发明带有三相电磁平衡补偿线圈的结构原理示意图；
图3为本发明实施例3结构原理示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，参见图1，包括三柱式变压器铁芯1，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱1-1、B相铁芯柱1-2和C相铁芯柱1-3，A相铁芯柱绕有A相主回路线圈2和A相电压调整线圈3，B相铁芯柱饶有B相主回路线圈4和B相电压调整线圈5，C相铁芯柱饶有C相主回路线圈6和C相电压调整线圈7；所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端8与用电客户端9之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关10，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
实施例的调压原理是，利用自偶变压器原理，由于主回路线圈的匝数是固定的，又由于主回路线圈与电压调整线圈是串联的，通过改变A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的抽头位置，进而改变每一相线圈的匝电压数值，因此也改变了主回路线圈的电感压降，进而实现了对用电客户端电压的调整。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。
由于实施例1中的变压器的三相线圈采用的是Y形连接，因此变压器中的三次谐波将会对线路产生干扰并且影响变压器的效率，因此参见图2，所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈11，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。
为了解决由于用电客户端出现的三相电流不平衡个变压器带来的影响所述电磁平衡补偿线圈还通过开关12与一个20微法的电力电容器13并联。当出现电流不平衡时合上开关，在三相电磁平衡补偿线圈中产生的负载电流平衡了变压器的三相磁通保证了变压器的最佳工作状态，同时当负载三相电流相对平衡时，开关断开避免不必要的用电负荷（虽然是电容负荷同样存在电磁磁阻的损耗）。
实施例3：
本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分，请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。
本实施例一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，参见图3，包括三柱式变压器铁芯1、A相主回路线圈2和A相电压调整线圈3、B相主回路线圈4和B相电压调整线圈5、C相主回路线圈6和C相电压调整线圈7；三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱1-1、B相铁芯柱1-2和C相铁芯柱1-3；所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈2-1和第二主回路线圈2-2，在A相铁芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈，在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相铁芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；A相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相铁芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相铁芯柱上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相铁芯柱上；三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端8与用电客户端9之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关10，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据电户端电压稳定要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
将主回路线圈在不同相的铁芯柱上分别绕制连接对于三相电压的平衡有着明显的效果，实施例中所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2.5至3.5，其最佳的匝数比是3，再次匝数比下配合下面的电磁平衡补偿线圈可以有最佳的平衡效果。
在实施例中所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈11，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。所述电磁平衡补偿线圈还通过开关12与一个20微法的电力电容器13并联。
上述实施例中的主回路线圈除了作为主回路的电压调整压降外，其还有作为电感的作用，对提高电网的抗大电流冲击有很好的抑制作用，通过及时调整电压相应变化档位，达到控制三相不平衡率，减少电网损耗，抑制高次谐波，减少启动电流的目的，综合节电效果达到15%以上。能使电压稳定在设备最佳运行电压值上。并对电力高次谐波分量得到抑制或消减，对电源系统上的浪涌电压和电流、脉冲电压和电流的干扰得到消除，这些都使得电器设备寿命延长。此外在节省电力的同时,减少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。电磁平衡补偿线圈是以闭合三角形结线接法这样可使到各相电磁平衡来取得输出电压的基本对称.从而消除各相不对称中的负序分量和零序分量,也收到消除三次的电力高次谐波分量效能使节电效果更为显著。 

Claims (7)

1.一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，包括三柱式变压器铁芯，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱，其特征在于，所述A相铁芯柱绕有A相主回路线圈和A相电压调整线圈，B相铁芯柱饶有B相主回路线圈和B相电压调整线圈，C相铁芯柱饶有C相主回路线圈和C相电压调整线圈；所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
2.根据权利要求1所述的一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，其特征在于，所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，其特征在于，所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与一个20微法的电力电容器并联。
4.一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，包括三柱式变压器铁芯、A相主回路线圈和A相电压调整线圈、B相主回路线圈和B相电压调整线圈、C相主回路线圈和C相电压调整线圈；三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱；其特征在于，所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈和第二主回路线圈，在A相铁芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈，在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相铁芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；A相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相铁芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相铁芯柱上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相铁芯柱上；三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压稳定要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。
5.根据权利要求4所述的一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，其特征在于，所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2.5至3.5。
6.根据权利要求4所述的一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，其特征在于，所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈△形连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于交流输变电低压侧的电压调节装置，其特征在于，所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与一个20微法的电力电容器并联。
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