CN102709036A - 自动调容配电变压器及其调容方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动调容配电变压器及其调容方法，包括变压器芯、调容开关、负控开关、综合监测控制器，还包括变压器壳体，所述调容开关、负控开关一体化设计并吊装在变压器器壳体内部与变压器芯连接，所述综合监测控制器外挂在变压器壳体外侧，并通过线缆与调容开关连接。所述调容开关由永磁操动机构和盘状开关组成，盘状开关的定触头分别与变压器芯的高低压绕组相连，调容时由于动触头相对定触头分开的距离不同而使低压绕组先于高压绕组完成转换，大大降低了低压触头承受的电流，减轻了触头的烧蚀程度；综合监测控制器根据调容开关、负控开关的动作特性控制调容负控开关动作时序，使在负控开关分合时间段内完成调容，将换容时间缩短至20ms内。

Description

自动调容配电变压器及其调容方法

技术领域

本发明涉及用电配电领域，具体涉及一种自动调容配电变压器。

背景技术

现有无载调容变压器主要有两个缺点：一是需先卸载负荷后再手动调节容量，影响用户的供电可靠率；二是调容多以配电变压器的上个月的月售电量作为下个月的调容依据，缺乏及时性和科学性，容易给调容变压器造成损害，也不能充分发挥调容变压器的作用。

现有的有载调容变压器都是通过有载调容开关实现有载调容，而现有的有载调容开关多通过电机旋转带动分接开关实现变压器高压绕组“Y-Δ”转换和低压绕组“串并联”转换，从而实现调容目的。但由于电机转动较慢，换容时间一般均需几百毫秒，正由于换容速度慢，为避免高低压线圈转换不同步造成的电压突变，则必须在主付动触头之间用过渡电阻R连接，也是由于以上原因该电阻很容易烧坏。为避免这种情况，还需有相应的保护装置，以致调容变压器体积较大，成本较高。也正因换容速度慢，换容时易产生电弧，由于高低压绕组同时转换，且低压触点承受电流是高压触点的25倍，长期使用造成高低压触点尤其是低压触点烧蚀严重，极易接触不良，冷却油杂质增加，绝缘下降。

同时，传统的调容开关由于体积等原因限制，一般固定在变压器顶盖上，经常会出现密封不严或密封圈老化而造成渗漏油现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自动调容配电变压器及其调容方法，轻载时自动快速调整至小容量状态运行，解决了电网空载损耗大的问题，负载大时自动快速调整至大容量状态运行，避免了“小马拉大车”而使变压器烧毁的情况出现；调容开关的低压开距比高压开距小，使低压绕组先于高压绕组完成转换，大大降低了低压触头承受的电流，减轻了触头的烧蚀程度。

本发明的自动调容配电变压器的技术方案如下。

本发明的自动调容配电变压器，包括变压器芯、调容开关、负控开关、综合监测控制器，还包括变压器壳体，所述调容开关和所述负控开关采用一体化设计并吊装在所述变压器器壳体内部与所述变压器芯连接，所述综合监测控制器外挂在所述变压器壳体外侧，并通过线缆与所述调容开关以及所述负控开关连接。

优选的，所述调容开关主要由永磁操动机构和盘式开关组件组成，所述盘式开关组件包括固定盘和传动轴，所述传动轴置于所述固定盘中间并根据需要由所述永磁操动机构驱动旋转，所述传动轴上设置有动触头，所述固定盘四周按次序固定分布有定触头，所述定触头与所述动触头的旋转面相交，所述定触头分别与高低压绕组相连，与高压绕组相连的触头是高压触头，与低压绕组相连的触头是低压触头，所述动触头相对所述高压触头分开的距离为高压开距，所述动触头相对所述低压触头分开的距离为低压开距。

优选的，所述动触头与所述定触头置于可接触范围内。

优选的，所述高压开距是所述低压开距的三分之一到三分之二。

优选的，所述综合监测控制器主要由中央处理器模块和执行模块组成，所述执行模块的输出回路分别与所述调容开关和所述负控开关相连。

优选的，所述中央处理器模块用于计算出所述变压器的实际容量值P0并与所述变压器的预置容量值Ph、P1相比较：若P0＞Ph，则需调小容量，所述中央处理器模块发信号至所述执行模块触发调容输出回路；若P0＜P1，则需调大容量，所述中央处理器模块发信号至所述执行模块触发调容输出回路；若P1＜P0＜Ph，则不用调整容量；当相应输出回路触发时，与其连接的对应开关动作进行状态转换，转换完成时，开关状态信号反馈至所述综合监测控制器。

优选的，所述综合监测控制器用于根据所述调容开关、所述负控开关的动作特性控制所述调容开关、所述负控开关的动作时序，使调容动作在负控开关分合时间段内完成，将换容时间缩短至20ms以内。

本发明提供的应用自动调容配电变压器调容的方法，具体为：根据所述调容开关、所述负控开关的动作特性控制所述调容开关、所述负控开关的动作时序，使调容动作在负控开关分合时间段内完成，将换容时间缩短至20ms以内。

优选的，具体包括以下步骤：

S91，所述监测控制器对所述变压器负载情况实时监测、计算判断需要调容或接到远程控制的调容指令；

S92，由于调容开关动作时间较长，所述监测控制器先发调容指令；

S93，综合监测控制器在调容开关触头开始动作前Tf0时刻发出负控开关分指令，确保在负控开关断口分离后调容开关触头开始动作；

S94，为确保调容开关的调容过程在负控开关断口分离状态下完成，在负控开关经Tf时间分闸到位时再延长Tb时间负控开关才开始合闸，经Th时间负控开关断口闭合，从而确保Tc＜Tf+Tb+Th；

S95，为缩短负控开关断口分离时间，在负控开关断口开始闭合前Th0时间发出合闸指令，经Th0时间后负控开关断口动作再经Th时间断口闭合。

优选的，调容开关的动作步骤为：

S101，由于低压开距＜高压开距，则永磁操动机构带动传动轴旋转从而带动动触头从一组高压触头先分离，从而使高压绕组不带电；

S102，永磁操动机构带动传动轴继续旋转从而带动动触头再从一组低压触头分离时无拉弧；

S103，永磁操动机构带动传动轴继续旋转从而带动动触头又先与另一组低压触头闭合；

S104，永磁操动机构带动传动轴继续旋转从而带动动触头最后与另一组高压触头闭合，从而使低压绕组在高压绕组不带电状态下完成转换，大大减小了低压触头承受的电流，延长了触头使用寿命。

本发明的有益效果如下。

本发明在变压器轻载时自动调整至小容量状态运行，有效解决了电网空载损耗大的问题，负载大时自动快速调整至大容量状态运行，避免了“小马拉大车”而使变压器烧毁的情况出现。降低了成本、延长了寿命、提高了产品的可靠性。调容开关高压开距大于低压开距，使低压绕组先于高压绕组完成转换，大大降低了低压触头承受的电流，减轻了触头的烧蚀程度。根据所述调容开关、所述负控开关的动作特性控制所述调容开关、所述负控开关的动作时序，使调容动作在负控开关分合时间段内完成，将换容时间缩短至20ms以内。

附图说明

图1表示本发明的调容开关一种触头优选方案主视图；

图2表示本发明的调容控制时序图；

图中：1、低压触头；L1、低压触头的宽度；L1′、低压触头间的间距；2、高压触头；L2、高压触头的宽度；L2′、高压触头间的间距；3、动触头；4、固定盘；5、传动轴；Tf 0表示负控开关分闸准备时间；Tf表示负控开关分闸时间；Tb表示分闸状态保持时间；Th0表示负控开关合闸准备时间；Th表示负控开关合闸时间；Tc0表示调容准备时间；Tc表示调容时间。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的自动调容配电变压器及其调容方法进行进一步详细说明。

本发明的自动调容配电变压器，包括变压器芯、调容开关、负控开关、综合监测控制器，还包括变压器壳体，所述调容开关、负控开关一体化设计并吊装在变压器器壳体内部与变压器芯连接，所述综合监测控制器外挂在变压器壳体外侧，并通过线缆与调容开关、负控开关连接，调容开关高压触头与变压器芯高压绕组连接，低压触头与变压器低压绕组连接。综合监测控制器计算判断需调容时，按如图2所示的时序发出指令，由于调容开关动作时间较长，先发调容指令，经Tc0时间时调容开关触头开始动作，经Tc时间后完成调容使变压器运行在另一容量状态下；为减小调容开关触头动作时的拉弧，综合监测控制器在调容开关触头开始动作前Tf0时刻发出负控开关分指令，确保在负控开关断口分离后调容开关触头开始动作；为确保调容开关的调容过程在负控开关断口分离状态下完成，在负控开关经Tf时间分闸到位时再延长Tb负控开关才开始合闸，经Th负控开关断口闭合，从而确保Tc＜Tf+Tb+Th；为缩短负控开关断口分离时间，在负控开关断口开始闭合前Th0发出合闸指令，经Th0后负控开关断口动作再经Th断口闭合，通过时序的控制，将负控开关断口分离时间控制在20ms之内。

由于调容开关低压触头承受的电流是高压触头承受电流的25倍，若调容开关触头均按低压触头的载流量设计，则提高了变压器成本，而且高低压触头在动作时均会起弧造成触头烧蚀。本发明的调容开关触头由低压触头1和高压触头2组成，一种实施方案是使低压触头1的宽度L1＞高压触头2的宽度L2，按次序均匀分布固定在固定盘4四周，则低压触头间的间距L1′＜高压触头间的间距L2′，使低压开距小于高压开距，动触头3固定在传动轴5上，传动轴5固定在固定盘4中间，如图1所示。调容开关接到调容指令时，永磁机构带动传动轴5转动，固定在传动轴5上的动触头3开始动作，由于L1′＜L2′，则动触头3从一组高压触头2先分离，从而使高压绕组不带电，动触头3再从一组低压触头1分离时无拉弧，动触头3又先与另一组低压触头2闭合，动触头3最后与另一组高压触头2闭合。从而使低压绕组1在高压绕组不带电状态下完成转换，大大减小了低压触头1承受的电流，延长了触头使用寿命。

综合监测控制器主要由中央处理器模块(CPU)和执行模块组成，中央处理器模块(CPU)计算出实际容量值(P 0)并与预置变压器容量值(Ph、P1)相比较：若P0＞Ph，则需调小容量，CPU发信号至执行模块触发调容输出回路；若P0＜P1，则需调大容量，CPU发信号至执行模块触发调容输出回路；若P1＜P0＜Ph，则不用调整容量。

执行模块的输出回路分别与调容开关和负荷开关相连，当相应输出回路触发时，对应连接的开关动作进行合分闸状态转换，转换完成时，开关状态信号反馈至综合监测控制器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动调容配电变压器，包括变压器芯、调容开关、负控开关、综合监测控制器和变压器壳体，所述调容开关和所述负控开关采用一体化设计并吊装在所述变压器器壳体内部，所述调容开关和所述负控开关与所述变压器芯连接；所述综合监测控制器外挂在所述变压器壳体外侧，并通过线缆与所述调容开关和所述负控开关连接。

2.根据权利要求1所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述调容开关主要由永磁操动机构和盘式开关组件组成，所述盘式开关组件包括固定盘和传动轴，所述传动轴置于所述固定盘中间并根据需要由所述永磁操动机构驱动旋转，所述传动轴上设置有动触头，所述固定盘四周按次序固定分布有定触头，所述定触头与所述动触头的旋转轮廓面相交；所述定触头分别与高低压绕组相连，与高压绕组相连的触头是高压触头，与低压绕组相连的触头是低压触头，所述动触头相对所述高压触头分开的距离为高压开距，所述动触头相对所述低压触头分开的距离为低压开距。

3.根据权利要求2所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述动触头与所述定触头置于可接触范围内。

4.根据权利要求2所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述高压开距是所述低压开距的三分之一到三分之二。

5.根据权利要求1所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述综合监测控制器主要由中央处理器模块和执行模块组成，所述执行模块的输出回路分别与所述调容开关和所述负控开关相连。

6.根据权利要求5所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述中央处理器模块用于计算出所述变压器的实际容量值P0并与所述变压器的预置容量值Ph、P1相比较：若P0＞Ph，则需调小容量，所述中央处理器模块发信号至所述执行模块触发调容输出回路；若P0＜P1，则需调大容量，所述中央处理器模块发信号至所述执行模块触发调容输出回路；若P1＜P0＜Ph，则不用调整容量；当相应输出回路触发时，与其连接的对应开关动作进行状态转换，转换完成时，开关状态信号反馈至所述综合监测控制器。

7.根据权利要求1所述的自动调容配电变压器，其特征在于，所述综合监测控制器用于根据所述调容开关、所述负控开关的动作特性控制所述调容开关、所述负控开关的动作时序，使调容动作在负控开关分合时间段内完成，将换容时间缩短至20ms以内。

8.一种应用权利要求1到7任一自动调容配电变压器调容的方法，其特征在于根据所述调容开关、所述负控开关的动作特性控制所述调容开关、所述负控开关的动作时序，使调容动作在负控开关分合时间段内完成，将换容时间缩短至20ms以内。

9.根据权利要求8所述的自动调容配电变压器调容的方法，其特征在于所述的自动调容配电变压器调容的方法具体包括以下步骤：

S91，所述监测控制器对所述变压器负载情况实时监测，判断是否需要调容；

S92，用实际运行容量值P0与预置变压器容量值Ph、P1进行比较：若P0＞Ph或P0＜P1，则确定需要调容，随即所述监测控制器先向调容开发发出调容指令；

S93，综合监测控制器在调容开关触头开始动作前Tf0时刻向负控开关发出负控开关分指令；

S94，在负控开关经Tf时间分闸到位时再延长Tb时间负控开关才开始合闸，经Th时间负控开关断口闭合；

S95，在负控开关断口开始闭合前Th0时间发出合闸指令，经Th0时间后负控开关断口动作再经Th时间断口闭合。

10.根据权利要求8所述的自动调容配电变压器调容的方法，其特征在于，调容开关的动作步骤为：

S101，永磁操动机构带动传动轴旋转，从而带动动触头从一组高压触头先分离，使高压绕组不带电；

S102，永磁操动机构带动传动轴继续旋转，从而带动动触头再从一组低压触头分离时无拉弧；

S103，永磁操动机构带动传动轴继续旋转，从而带动动触头又先与另一组低压触头闭合；

S104，永磁操动机构带动传动轴继续旋转，从而带动动触头最后与另一组高压触头闭合，从而使低压绕组在高压绕组不带电状态下完成转换。

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