CN104699151A - 调压器、调压系统以及调压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调压器、调压系统以及调压方法。其中，该调压器包括：变压器，变压器包括一次线圈和二次线圈，其中，一次线圈包括第一端、第二端和多组串联的线圈，其中，多组串联的线圈连接在一次线圈的第一端和第二端之间；多个负荷开关，多个负荷开关与多组串联的线圈一一对应，多个负荷开关中每个负荷开关的一端与多组串联的线圈中的一组线圈相连接，多个负荷开关中每个负荷开关的另一端与一次线圈的第一端相连接；以及预设负荷开关，预设负荷开关的一端与一次线圈的第一端相连接，预设负荷开关的另一端与多组串联的线圈中任一点相连接。通过本发明，解决了现有技术中由于对变压器进行断电来调节电压导致无法正常供应电能的问题。

Description

调压器、调压系统以及调压方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种调压器、调压系统以及调压方法。

背景技术

电压是电能主要质量指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。

随着社会经济的发展和人们用电需求的提高，配网电压的质量要求也越来越高。由于配电网在运行中存在一定的电压损耗，导致用户端电压偏差超标，尤其是部分偏远地区还存在供电半径超过国家规定的远距离线路的问题，对于部分10kV线路的末端电压而言，因其线路太长、线径较细和阻抗较大，即使把功率因数提高到1，也不能有效解决线路末端电压不合格的问题。

目前，对于末端电压的调节，通常是对变压器进行断电，然后通过调节变压器高压侧和低压侧的绕组配比来调节线路末端电压。然而，将变压器断电，意味着要切断供电，这会影响线路的电能的正常供应，给用户的生活用电带来直接影响。

针对现有技术中由于对变压器进行断电来调节电压导致无法正常供应电能的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种调压器、调压系统以及调压方法，以解决现有技术中由于对变压器进行断电来调节电压导致无法正常供应电能的问题。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种调压器。根据本发明的调压器包括：变压器，上述变压器包括一次线圈和二次线圈，其中，上述一次线圈包括第一端、第二端和多组串联的线圈，其中，上述多组串联的线圈连接在上述一次线圈的第一端和第二端之间；多个负荷开关，上述多个负荷开关与上述多组串联的线圈一一对应，上述多个负荷开关中每个负荷开关的一端与上述多组串联的线圈中的一组线圈相连接，上述多个负荷开关中每个负荷开关的另一端与上述一次线圈的第一端相连接，其中，上述一次线圈的第一端通过上述多个负荷开关与上述多组串联的线圈相连接；以及预设负荷开关，预设负荷开关的一端与上述一次线圈的第一端相连接，上述预设负荷开关的另一端与上述多组串联的线圈中任一点相连接。

进一步地，上述变压器为自耦变压器。

进一步地，上述自耦变压器中的上述二次线圈为上述一次线圈的一部分，或者，上述自耦变压器中的上述一次线圈为上述二次线圈的一部分。

进一步地，上述一次线圈为高压侧线圈或者低压侧线圈。

进一步地，上述调压器还包括：限流电阻，与上述预设负荷开关串联。

进一步地，上述多个负荷开关、上述预设负荷开关均为真空负荷开关，上述多个负荷开关、上述预设负荷开关和上述限流电阻均设置在真空气室中。

进一步地，上述调压器还包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，上述单稳态或双稳态永磁驱动操作机构用于控制上述多个负荷开关和预设负荷开关。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种调压系统，上述调压系统用于调节三相电的低压侧电压。根据本发明的调压系统包括：上述调压器，其中，上述三相电的每一相上设置有至少一个上述调压器，控制器，与上述调压器相连接，用于对上述调压器中的多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

进一步地，上述调压器包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，上述控制器用于通过上述单稳态或双稳态永磁驱动操作机构对上述多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的又一方面，提供了一种调压方法。根据本发明的调压方法包括：控制预设负荷开关闭合；控制上述多个负荷开关中当前闭合的负荷开关断开；根据调节的电压选择上述多个负荷开关中的目标负荷开关；以及控制选择的目标负荷开关闭合。

根据发明实施例，采用变压器，变压器包括一次线圈和二次线圈，其中，一次线圈包括第一端、第二端和多组串联的线圈，其中，多组串联的线圈连接在一次线圈的第一端和第二端之间；多个负荷开关，多个负荷开关与多组串联的线圈一一对应，多个负荷开关中每个负荷开关的一端与多组串联的线圈中的一组线圈相连接，多个负荷开关中每个负荷开关的另一端与一次线圈的第一端相连接，其中，一次线圈的第一端通过多个负荷开关与多组串联的线圈相连接；以及预设负荷开关，预设负荷开关的一端与一次线圈的第一端相连接，预设负荷开关的另一端与多组串联的线圈中任一点相连接，解决了现有技术中由于对变压器进行断电来调节电压导致无法正常供应电能的问题，达到了变压器在不断电的情况下来调压的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的调压器的示意图；

图2是根据本发明实施例用于三相电上的调压器的示意图；

图3是根据本发明实施例的调压方法的流程图；以及

图4a至4e是根据本发明实施例的调压过程中调压器的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种调压器。

图1是根据本发明实施例的调压器的示意图。如图1所示，该调压器包括：变压器、多个负荷开关和预设负荷开关30。

变压器包括一次线圈和二次线圈，其中，一次线圈包括第一端A、第二端B和多组串联的线圈，其中，多组串联的线圈连接在一次线圈的第一端A和第二端B之间。

多组串联的线圈为有多个抽头的绕组，且多组串联线圈与多个抽头一一对应。其中，如图1所示，多组串联的线圈实质上为在一组线圈中被分成多组的串联线圈，每组线圈对应一个抽头。多个抽头可以为5个抽头，它们分别是抽头C1、抽头C2、抽头C3、抽头C4和抽头C5。其中，第二端B为输入端，第一端A为输出端，这些抽头通过多个负荷开关和预设开关30的不同接点串联在输入端与输出端之间。在图1中，一次线圈可以为第一端A与第二端B之间的线圈，二次线圈可以为第三端A’与第二端B之间的线圈。

多个负荷开关与多组串联的线圈一一对应，多个负荷开关中每个负荷开关的一端与多组串联的线圈中的一组线圈相连接，多个负荷开关中每个负荷开关的另一端与一次线圈的第一端A相连接，其中，一次线圈的第一端A通过多个负荷开关与多组串联的线圈相连接。

例如，多个负荷开关可以为5个负荷开关，如图1所示，它们分别是负荷开关201、负荷开关202、负荷开关203、负荷开关204和负荷开关205。多个负荷开关的一端都分别与其一一对应的抽头相连接，多个负荷开关的另一端都分别与一次线圈的第一端A相连接，其中，负荷开关201、负荷开关202、负荷开关203、负荷开关204和负荷开关205为并联连接。

预设负荷开关30的一端与一次线圈的第一端A相连接，预设负荷开关30的另一端与多组串联的线圈中任一点相连接。

其中，预设负荷开关30的一端与一次线圈的第一端A相连接，预设负荷开关30的另一端与绕组中的任一点相连接，这样，预设负荷开关30就与多个负荷开关相并联。例如，如图4a-4e所示，一次线圈为高压侧线圈，二次线圈为低压侧线圈，高压侧负荷开关203闭合，若低压侧电压偏低，需要调至额定电压，则只需减少高压侧线圈匝数即可。具体地，闭合预设负荷开关30，此时负荷开关30所在并联支路接通。在预设负荷开关30闭合的情况下，断开负荷开关203，电流依然可以经由预设负荷开关30所在并联支路从输入端流至输出端，同时闭合负荷开关205，在负荷开关205闭合之后，断开预设负荷开关30。这样从负荷开关203切换到负荷开关205，可使高压侧线圈匝数减少，从而使低压侧电压增大。这样，由于通过负荷开关之间的切换，改变了线圈匝数，从而改变高低压线圈之间的匝数比，实现了调压功能。由于本发明中的调压器可以以前述切换方式进行对负荷开关的跨档切换，达到了调压方便快捷的效果。优选地，预设负荷开关30的另一端与并联连接的多个负荷开关中处于中间位置的负荷开关并联连接，例如，预设负荷开关30与负荷开关203并联连接，这样在负荷开关进行切换时，可以有效减少负荷开关之间切换时产生的压差，从而减少环流，这样可以使灭弧效果更好。

本发明实施例中，图1所示的调压器可以用于三相电的电压调节。具体地，如图2所示，三相电的每一相上设置一个调压器，分别对每一相上的低压侧电压进行调节。

在本发明中的调压器可以为有载线路调压器。其中，一次线圈与二次线圈可以为共用的线圈即变压器为自藕变压器，也可以为分别独立的两个线圈。

通过本发明实施例，由于通过闭合预设负荷开关，因此负荷开关在切换过程中电流依然可以经由预设负荷开关所在并联支路从输入端流至输出端，在负荷开关切换完成后，断开预设负荷开关，这样，由于通过负荷开关之间的切换，改变了线圈匝数，从而改变高低压线圈之间的匝数比，实现了对输出电压的调压功能。达到了变压器在不断电的情况下来调压的效果。另外，由于本发明的调压器结构简单，还达到简化调压器结构的效果。

当本发明实施例的变压器为自藕变压器时，其中的线圈可以分为3部分，分别是并励线圈(即图1所示的A’和B之间的线圈)、串联线圈和控制电压线圈，另外还可加设电流互感器输出。

并励线圈为自藕变压器的公共绕组，它可以产生传递能量的磁场；控制电压线圈绕在并励线圈上，作为并励绕组的次级来提供控制器和电机工作电压以及输出测量用电压。

本发明提出了一项基于真空负荷开关的线路调压器自动有载调压方法。该线路调压器采用真空负荷开关有效快速的改变自耦变串联线圈匝数进行调压，简化现有线路自动调压器结构，操作方便，运行维护简单。

优选地，在本发明实施例中，前述变压器可以为自耦变压器。

优选地，在本发明实施例中，前述自耦变压器中的二次线圈为一次线圈的一部分，或者，自耦变压器中的一次线圈为二次线圈的一部分。

优选地，在本发明实施例中，前述一次线圈可以为高压侧线圈或者低压侧线圈。

优选地，在本发明实施例中，如图1所示，前述调压器还可以包括：限流电阻R。限流电阻R与预设负荷开关30串联。

例如，如图4a-4e所示，在负荷开关203闭合的情况下，闭合预设负荷开关30，此时由于限流电阻R的限流作用，负载电流仍经负荷开关203流出，断开负荷开关203，负载电流由预设开关30流出。闭合负荷开关205，在负荷开关205闭合之后，断开预设负荷开关30，这样，负荷开关203切换至负荷开关205的过程完成。另外，限流电阻还可以在过电压时，抑制电压增大。

优选地，在本发明实施例中，前述多个负荷开关、预设负荷开关均为真空负荷开关，多个负荷开关、预设负荷开关和限流电阻均设置在真空气室中。

利用真空负荷开关进行调压控制时，真空负荷开关开闭性能好，其在开闭过程中无强烈的声光现象和熄弧能力强。另外，真空负荷开关寿命长，属于免维修和少维修类型的开关，并且其无爆炸及火灾危险，不污染环境。由于多个负荷开关、预设负荷开关和限流电阻均设置在真空气室中，它还可以进行频繁地过载切换，易于解决大电流下的分接变换；由于其在真空环境下进行调压控制，因此它可以达到对介质不污染，绝缘可靠性高的效果。本发明中，由于真空负荷开关和限流电阻均设置在密闭绝缘的真空气室内，达到了减少对变压器进行维护的次数或免维护，且在对其进行维护的过程中不用进行换油处理的效果。

优选地，在本发明实施例中，前述调压器还可以包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，单稳态或双稳态永磁驱动操作机构用于控制多个负荷开关和预设负荷开关。

单稳态或双稳态的永磁驱动操作机构与真空灭弧触头配合，对多个负荷开关和预设开关进行控制。其与传统的电动机齿轮传动操作机构相比，触头切换速度快，能在极短时间内完成一次操作，有利于熄灭拉合动触头与静触头之间的电弧，并且其结构简单、可靠性高，成本低。

本发明实施例提供了一种调压系统。该调压系统用于调节三相电的低压侧电压，该系统包括：前述调压器和控制器。

该系统中，三相电的每一相上可以设置有至少一个调压器。

控制器与调压器相连接，该控制器用于对调压器中的多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

多个负荷开关和预设负荷开关通过控制器发出的控制命令进行开闭。该调压系统可以自动跟踪输入电压的变化而且可以保证输出电压的恒定。它可以设置在线路的中末端，当线路负荷空载时，线路末端电压过高，它可以进行降压；在线路负荷较重时，末端电压较低，它可以进行升压。这样，可以保障后端线路的电压合格。另外，该调压系统可以在士30％的范围内对输入电压进行自动调节。由于前述实施例已对调压器进行了详细阐述，因此在本发明实施例中不再赘述。

本发明可以在线路带负荷的状态下，真空负荷开关组根据控制器发出的信号，自动地切换负荷开关所在的分接位置，从而改变高低压线圈之间的匝数比，达到稳定或调节负荷中心的电压，提高系统功率因数，减少无功损耗的效果。

优选地，在本发明实施例中，前述调压器还可以包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，控制器用于通过单稳态或双稳态永磁驱动操作机构对多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

由于前述实施例已对单稳态或双稳态永磁驱动操作机构进行了详细阐述，因此在本发明实施例中不再赘述。

本发明实施例提供了一种调压方法。

图3是根据本发明实施例的调压方法的示意图。如图3所示，该调压方法包括：

步骤S102，控制预设负荷开关闭合。

步骤S104，控制多个负荷开关中当前闭合的负荷开关断开。

步骤S106，根据调节的电压选择多个负荷开关中的目标负荷开关。

步骤S108，控制选择的目标负荷开关闭合。

其中，预设负荷开关30的一端与一次线圈的第一端A相连接，预设负荷开关30的另一端与绕组中的任一点相连接，这样，预设负荷开关30就与多个负荷开关相并联。例如如图4a-4e所示，一次线圈为高压侧线圈，二次线圈为低压侧线圈，高压侧负荷开关203闭合，若低压侧电压偏低，需要调至额定电压，则只需减少高压侧线圈匝数即可。具体地，闭合预设负荷开关30，此时负荷开关30所在并联支路接通。在预设负荷开关30闭合的情况下，断开负荷开关203，电流依然可以经由预设负荷开关30所在并联支路从输入端流至输出端，同时闭合负荷开关205，在负荷开关205闭合之后，断开预设负荷开关30。这样从负荷开关203切换到负荷开关205，可使高压侧线圈匝数减少，从而使低压侧电压增大。这样，由于通过负荷开关之间的切换，改变了线圈匝数，从而改变高低压线圈之间的匝数比，实现了调压功能。由于本发明中的调压器可以以前述切换方式进行对负荷开关的跨档切换，达到了调压方便快捷的效果。优选地，预设负荷开关30的另一端与并联连接的多个负荷开关中处于中间位置的负荷开关并联连接，例如，预设负荷开关30与负荷开关203并联连接，这样在负荷开关进行切换时，可以有效减少负荷开关之间切换时产生的压差，从而减少环流，这样可以使灭弧效果更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调压器，其特征在于，包括：

变压器，所述变压器包括一次线圈和二次线圈，其中，所述一次线圈包括第一端、第二端和多组串联的线圈，其中，所述多组串联的线圈连接在所述一次线圈的第一端和第二端之间；

多个负荷开关，所述多个负荷开关与所述多组串联的线圈一一对应，所述多个负荷开关中每个负荷开关的一端与所述多组串联的线圈中的一组线圈相连接，所述多个负荷开关中每个负荷开关的另一端与所述一次线圈的第一端相连接，其中，所述一次线圈的第一端通过所述多个负荷开关与所述多组串联的线圈相连接；以及

预设负荷开关，预设负荷开关的一端与所述一次线圈的第一端相连接，所述预设负荷开关的另一端与所述多组串联的线圈中任一点相连接。

2.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于，所述变压器为自耦变压器。

3.根据权利要求2所述的调压器，其特征在于，所述自耦变压器中的所述二次线圈为所述一次线圈的一部分，或者，所述自耦变压器中的所述一次线圈为所述二次线圈的一部分。

4.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于，所述一次线圈为高压侧线圈或者低压侧线圈。

5.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于，所述调压器还包括：

限流电阻，与所述预设负荷开关串联。

6.根据权利要求5所述的调压器，其特征在于，所述多个负荷开关、所述预设负荷开关均为真空负荷开关，所述多个负荷开关、所述预设负荷开关和所述限流电阻均设置在真空气室中。

7.根据权利要求5所述的调压器，其特征在于，所述调压器还包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，所述单稳态或双稳态永磁驱动操作机构用于控制所述多个负荷开关和预设负荷开关。

8.一种调压系统，其特征在于，所述调压系统用于调节三相电的低压侧电压，所述调压系统包括：

权利要求1至7中任一项所述调压器，其中，所述三相电的每一相上设置有至少一个所述调压器，

控制器，与所述调压器相连接，用于对所述调压器中的多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

9.根据权利要求8所述的调压系统，其特征在于，所述调压器包括单稳态或双稳态永磁驱动操作机构，所述控制器用于通过所述单稳态或双稳态永磁驱动操作机构对所述多个负荷开关和预设负荷开关进行控制。

10.一种用于权利要求1至7任一项所述的调压器的调压方法，其特征在于，包括：

控制预设负荷开关闭合；

控制所述多个负荷开关中当前闭合的负荷开关断开；

根据调节的电压选择所述多个负荷开关中的目标负荷开关；以及

控制选择的目标负荷开关闭合。