CN103166161A - 调节融冰电抗器的输出阻抗方法及装置 - Google Patents

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吴建国
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Abstract

本发明公开了一种调节融冰电抗器的输出阻抗方法及装置，将电抗器、变压器及有载调压开关集成在一起，通过变压器自身输出的能量对有载调压开关进行控制和操作，改变载调压开关与电抗器的抽头的连接，从而输出每个档位相差1Ω连续可调的阻抗值，以模拟不同长度的线路，从而实现自动调节自能式融冰电抗器的输出阻抗。本发明采用将变压器与阻抗调节线圈集成在一起，通过变压器输出380/220V的电源，为有载调压开关操作机构提供能源，不需要外接控制电源；并通过改变阻抗调节线圈的匝数，使其能输出不同的抗阻值，能够模拟不同长度的线路，充分利用了融冰电源的能量，扩展了融冰线路的长度，提高了融冰的工作效率。

Description

调节融冰电抗器的输出阻抗方法及装置
技术领域
本发明涉及一种高压电器装置，特别是一种调节融冰电抗器的输出阻抗方法及装置。
背景技术
贵州电网公司于2011年设计并采购了10kV交流融冰变压器，这种融冰变压器能够输出电流577A，输出电压分别为1kV、2kV、3kV、4kV和5kV(对应的档位分别为5、4、3、2、1档)。该融冰变压器主要用于对10kV和35kV线路进行融冰操作。在现场实际应用中发现该融冰变压器存在如下问题：一是输出电压低(输入电压为10kV，但输出电压最高只有5kV)，大大限制了融冰线路的可融冰长度(例如：针对LGJ-150的线路，5kV电压下的可融冰线路最大长度仅为16km)；二是电压调节档位太少(只有5个档位，输出电压分别为1kV、2kV、3kV、4kV和5kV)，导致很多短线路无法进行融冰操作(如某变电站有1条2.348km长的线路，导线型号为LGJ-120，在选择最低融冰电压为1kV时，能够得到的最小融冰电流为530A，远远超过该型号导线的标准安全融冰电流315.1A)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种调节融冰电抗器的输出阻抗方法及装置，它能模拟不同长度的线路，确保在10kV电压下，所有0km以上且因线路长度太短需要串联附加阻抗才能进行融冰的输电线路能够进行融冰操作，以克服现有技术的不足。
本发明的是这样实现的：调节融冰电抗器的输出阻抗方法，将电抗器、变压器及有载调压开关集成在一起，通过变压器自身输出的能量对有载调压开关进行控制和操作，改变载调压开关与电抗器的抽头的连接，从而输出每个档位相差1Ω连续可调的阻抗值，以模拟不同长度的线路，从而实现自动调节自能式融冰电抗器的输出阻抗。
调节融冰电抗器的输出阻抗的装置，包括箱体，在箱体上设有输入侧高压套管、输出侧高压套管、低压套管、有载调压开关及有载调压开关操作机构；在箱体内设有三相三柱式的铁芯，在每柱铁芯上从外到内分别设有阻抗调节线圈、变压器初级线圈及变压器次级线圈；在阻抗调节线圈上设有电抗器线圈抽头，电抗器线圈抽头与有载调压开关的抽头对应连接；变压器初级线圈及阻抗调节线圈的输入端从输入侧高压套管引出，阻抗调节线圈的输出端从输出侧高压套管引出，变压器初级线圈的另一端在箱体内部结成星形或三角形，且不引出；变压器次级线圈的输出端从低压套管的A、B、C三相引出，并连接到有载调压开关操作机构上，其另一端在内部结成星形后从低压套管的N相引出；有载调压开关通过水平连杆和垂直连杆与有载调压开关操作机构连接。
所述的电抗器线圈抽头为27个以上。电抗器线圈抽头与载调压开关的抽头对应连接，不同的电抗器线圈抽头用于改变阻抗调节线圈的匝数，其个数可根据工程实际需要进行增多或减少调整，每个档位相差1Ω。
在箱体的顶部设有油位计。油位计可观察箱体内的油位情况，并可作为安全阀使用。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用将变压器与阻抗调节线圈集成在一起，通过变压器输出380/220V的交流电源，使装置自身为有载调压开关操作机构及有载调压开关提供能源，从而调节自身的输出阻抗，不需要外接控制电源；并通过改变阻抗调节线圈的匝数，使其能输出不同的抗阻值，能够模拟不同长度的线路，充分利用了融冰电源的能量，扩展了融冰线路的长度，提高了融冰的工作效率，解决了在10kV电压下，所有0km以上且因线路长度太短需要串联附加阻抗才能进行融冰的输电线路能够进行融冰操作的实际问题。本发明的方法简单易行，所采用的装置制作方便，布置紧凑，使用效果好。
附图说明
附图1为本发明的内部结构示意图；
附图2为本发明的外部结构示意图；
附图3为附图2的俯视图；
附图4为本发明的铁芯的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例：调节融冰电抗器的输出阻抗方法，将电抗器、变压器及有载调压开关集成在一起，通过变压器自身输出的能量对有载调压开关进行控制和操作，改变载调压开关与电抗器的抽头的连接，从而输出每个档位相差1Ω连续可调的阻抗值，以模拟不同长度的线路，从而实现自动调节自能式融冰电抗器的输出阻抗。
调节融冰电抗器的输出阻抗的装置的内部结构如图1所示，包括箱体1，在箱体1上设有输入侧高压套管8、输出侧高压套管9、低压套管10、有载调压开关12及有载调压开关操作机构13；在箱体1内设有三相三柱式的铁芯2，在每柱铁芯2上从外到内分别设有阻抗调节线圈7、变压器初级线圈5及变压器次级线圈6；在阻抗调节线圈7上设有27个电抗器线圈抽头4，电抗器线圈抽头4与有载调压开关12的抽头对应连接；变压器初级线圈5及阻抗调节线圈7的输入端从输入侧高压套管8引出，阻抗调节线圈7的输出端从输出侧高压套管9引出，变压器初级线圈5的另一端在箱体1内部结成星形或三角形，且不引出；变压器次级线圈6的输出端从低压套管10的A、B、C三相引出，并连接到有载调压开关操作机构13上，其另一端在内部结成星形后从低压套管10的N相引出；有载调压开关12通过水平连杆14和垂直连杆15与有载调压开关操作机构13连接；在箱体1的顶部设有油位计11。 
在使用时，需要从一台带保护功能的10kV高压断路器输出端取得三相交流电源，用导体将10kV三相交流电源接到输入侧高压套管8的接线端子上，输出侧高压套管9的接线端子通过导体与融冰线路的三相连接，融冰线路末端通过三相短路连接线进行短路连接。在通电前先手动将有载调压开关12操作到恰当的档位（具体档位需要根据具体的融冰线路参数进行计算后确定），通电后通过有载调压开关操作机构13电动操作有载调压开关12切换到指定的档位，从而取得理想的融冰电流和融冰效果。
特别说明：本发明“确保在10kV电压下，所有0km以上且因线路长度太短需要串联附加阻抗才能进行融冰的输电线路能够进行融冰操作”，可以用如下具体的例子与现有的融冰变压器对比来进行说明：
1、可融冰线路的最大长度：
某型号为LGJ-150的线路，其标准融冰电流为368.5A，如果用现有的10kV融冰变压器，则可融冰线路的最大长度为16km(在最大输出电压5kV下得到的融冰电流为382.02A，如果线路再长，则融冰电流变小，无法对线路进行融冰操作)；如果改为本发明的装置，则其最大可融冰线路的最大长度可扩展到31km(本发明的装置的输出阻抗调节为2Ω与线路串联，得到融冰电流为365.42A)。当然，线路长度超过31km之后则不需要附加电抗即可对线路进行融冰(10kV电压下LGJ-150线路在32-35km之间可以不需要附加电抗即可对线路进行融冰，超过35km之后则因为系统能量不足无法进行融冰操作)。
2、可融冰线路的最小长度：
某型号为LGJ-150的线路，其标准融冰电流为368.5A，如果用现有的10kV融冰变压器，则可融冰线路的最小长度为3.5km(在最小输出电压下得到的融冰电流为371.10A，如果线路再短0.5km，则融冰电流变大到432.95A，由于电流太大可能会危及线路的安全，无法对线路进行融冰操作)；如果改为本发明的装置，则其最小可融冰线路的最大长度可扩展到0km(将本发明的装置的输出阻抗调节为15Ω与线路串联，得到融冰电流为384.91A)。
通过上述计算结果对比可知：对于举例用LGJ-150型号的导线，现有的融冰变压器的融冰范围是3.5-16km(因为它不能实现电压平滑调节，其中某些中等长度的线路也无法进行融冰操作，如某型号为LGJ-150，长度为11.5km的线路，如果输出电压选择4kV，则得到的融冰电流为451.78A，远远超过标准融冰电流368.5A；如果输出电压选择3kV，则得到的融冰电流为338.83A，此电流太小无法对线路进行融冰操)；而本发明的融冰范围是0-31km，在此范围内任意长度的线路都能够安全地进行融冰操作(以上述长度为11.5km的线路为例，可选择10Ω的阻抗值与线路串联，得到的融冰电流为382.36A，可以安全地进行融冰操作)。

Claims (4)

1.一种调节融冰电抗器的输出阻抗方法，其特征在于：将电抗器、变压器及有载调压开关集成在一起，通过变压器自身输出的能量对有载调压开关进行控制和操作，改变载调压开关与电抗器的抽头的连接，从而输出每个档位相差1Ω连续可调的阻抗值，以模拟不同长度的线路，从而实现自动调节自能式融冰电抗器的输出阻抗。
2.一种采用权利要求1所述的调节融冰电抗器的输出阻抗方法的装置，包括箱体（1），其特征在于：在箱体（1）上设有输入侧高压套管（8）、输出侧高压套管（9）、低压套管（10）、有载调压开关（12）及有载调压开关操作机构（13）；在箱体（1）内设有三相三柱式的铁芯（2），在每柱铁芯（2）上从外到内分别设有阻抗调节线圈（7）、变压器初级线圈（5）及变压器次级线圈（6）；在阻抗调节线圈（7）上设有电抗器线圈抽头（4），电抗器线圈抽头（4）与有载调压开关（12）的抽头对应连接；变压器初级线圈（5）及阻抗调节线圈（7）的输入端从输入侧高压套管（8）引出，阻抗调节线圈（7）的输出端从输出侧高压套管（9）引出，变压器初级线圈（5）的另一端在箱体（1）内部结成星形或三角形，且不引出；变压器次级线圈（6）的输出端从低压套管（10）的A、B、C三相引出，并连接到有载调压开关操作机构（13）上，其另一端在内部结成星形后从低压套管（10）的N相引出；有载调压开关（12）通过水平连杆（14）和垂直连杆（15）与有载调压开关操作机构（13）连接。
3.根据权利要求2所述的调节融冰电抗器的输出阻抗方法的装置，其特征在于：所述的电抗器线圈抽头（4）为27个以上。
4.根据权利要求2所述的调节融冰电抗器的输出阻抗方法的装置，其特征在于：在箱体（1）的顶部设有油位计（11）。
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