CN104756344A - 用于变压器的电压调节的方法 - Google Patents

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H·普罗尔斯
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Abstract

本发明涉及一种用于变压器(1)的电压调节的方法，该变压器包括不同的绕组抽头(3)。本发明的任务在于，提出一种方法，该方法能够利用常规的变压器(1)和电压调节器(7)调节不同的负荷流方向，以便确保安全且可靠地供电。一般有独创性的主旨在于，借助于一种使用象限系统的方法确定传导电流(I)的相位和进而确定负荷流方向，并且进而通过控制负荷分级开关(4)防止由于输入功率过高而损坏电压带。

Description

用于变压器的电压调节的方法
技术领域
本发明涉及一种用于变压器的电压调节的方法，该变压器包括不同的绕组抽头和电压调节器。
背景技术
由DE 25 04 278 C2已知一种用于变压器的电压调节器的配置结构，该配置结构借助于欧姆电阻、电容和多个电位器通过矢量叠加能够补偿电压降。
此外，由DE 26 16 798 C2已知一种用于补偿分级变压器的功率-电压降的电压调节器。此外，电压调节器还包括连接于变压器的次级侧的电流互感器。在该换流器上连接用于影响电感的或电容的电压降的欧姆电阻和电容。通过转换开关，不仅用于欧姆的电压降的引出头，而且用于电感的电压降的引出头是彼此不关联地极性可逆变的。
由DE 197 28 220 C1已知一种用于包括分级开关的变压器的电压调节的电压调节器和方法。所述电压调节器为由申请人的企业文献已知的“微处理器控制的电压调节器MK30”，所述电压调节器用于自动控制包括分级开关的变压器，所述分级开关由马达驱动装置操纵。该电压调节器操控马达驱动装置，该马达驱动装置根据步进转换的原理工作；这使变压器绕组一次电压改变一级。当电压实际值在预给定的极限内与电压理论值偏离时，由电压调节器给马达驱动装置提供“较高”或“较低”的执行指令。这种已知的电压调节器具有大量的功能键和调节元件，利用这些功能键和调节元件进行电压调节器的参数化，即用于待进行的调节的确定标准由操作者手动调节。
如由现有技术的文献推断出的那样，总是认为：负荷流方向、也就是从高电压侧到低电压侧总是相同。也认为：负荷从能量发生器(例如火电厂)流向最终消耗器(例如工业或私人家庭)。根据这个假设，已知的电压调节器安装在次级侧、即低电压侧上。这些电压调节器测量电压波动并且进而通过负荷分级开关在分级变压器的初级侧上、即在高电压侧上控制每个铁芯柱的每一相的电压。因此，能量供应总是对消耗器作出反应并且试图通过高电压侧有针对性地调节在低电压侧上供给的供电电压。
由于用于火力发电厂的化石燃料减少以及原子能引发的风险，增加使用由环保资源，如风能，太阳能等等构成的能源。这些新能源中有些在消耗器处以屋顶上的太阳能设备或类似的形式存在。这种新的初始状态对能源供应网的基本设施、特别是对变压器设备以及对用于其控制的方法提出了新要求。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种方法，该方法能够利用常规的变压器设备和电压调节器控制不同的负荷流方向，以确保安全且可靠地供电。
该目的通过一种包括权利要求1所述特征的方法得以实现。在此，从属权利要求涉及所述方法的特别有利的改进方案。
根据本发明的主旨在于，在用于电压调节的方法中使用发生器-/消耗器-象限系统并且在该象限系统中示出传导电流。只要传导电流处于消耗器-象限中，电压调节器的理论值就提高。在传导电流定位在发生器-象限中时，电压调节器的理论值降低。消耗器和发生器之间的基本区别能实现：确定负荷流方向并且进而防止由于输入功率过高而损坏电压带。
根据所述方法的一个另外的实施方式，在理论值提高之后，变压器的初级侧上的绕组的线圈关断。
根据所述方法的再一个另外的实施方式，当理论值降低后，变压器的初级侧上的绕组的线圈接通。
附图说明
下面借助实施例还详细阐述根据本发明的方法。
图1示出了变压器的示意性视图，该变压器具有用于在负荷流方向不同时可靠供电的必需器件。
图2示出了根据本发明的象限系统。
图3示出了理论值范围内电压曲线的走向的示意图。
图4示出了用于根据本发明的方法的根据本发明的流程图。
具体实施方式
在图1中示出包括分级绕组2和不同的绕组抽头3的变压器1。该变压器具有初级侧P和次级侧S。绕组抽头3通过负荷分级开关4接通或关断。但是，关断或接通可以利用任意器件(例如负荷选择器、转换器等等)进行转换。负荷分级开关4的操纵通过马达驱动装置5进行。马达驱动装置5通过控制装置6和在其内集成的电压调节器7进行控制。电压调节器7在输入位置8处检测导线9中的传导电流I，该导线连接变压器1和消耗器/发生器10。因此，当然也可以是大量的消耗器/发生器。此外，电压调节器7检测电压U，该电压施加在变压器1和消耗器/发生器10之间。
图2中示出的象限系统11包括X-轴X和Y-轴Y，所述X-轴和所述Y-轴划分出第一象限12、第二象限13、第三象限14和第四象限15。X-轴表示传导电流I的实部，该传导电流通过消耗器/发生器和导线的负荷确定，Y-轴示出传导电流I的虚部。代表传导电流I的矢量和X-轴之间的角度构成了相位差。当角度具有0°和+180°之间的值时，传导电流I滞后于电压U，即，连接电感的发生器/消耗器。当角度具有0°和-180°之间的值时，传导电流I超前于电压U，即，连接电容的发生器/消耗器。
现有技术中总是认为：传导电流I(基于消耗器-计数箭头-系统)可在第三象限14中或者在第四象限15中找到，即，不同的电感的消耗器与电容的或电阻的部分在低电压侧上连接。
正如图3中可以看出的那样，电压降可以在由上电压极限值G1和下电压极限值G2限界的理论值范围16内运动，而不需要电压调节器7介入。电压总是在导线L的长度上朝消耗器那边下降。在超过上电压极限值G1或低于下电压极限值G2时需要电压调节器7的介入。因此，通过利用负荷分级开关2在变压器1的初级侧P上接通分级绕组4的一个或多个线圈，可以使电压降保持在上电压极限值G1和下电压极限值G2之内。电压降处于理论值范围16内(电压带)。
因为现时在变压器1的次级侧S上不仅可以连接消耗器，而且可以连接发生器，必要的是可以示出消耗器和发生器。发生器同样通过传导电流I示出。根据本发明第一次识别到，同样由传导电流I的相位代表的发生器与消耗器相反地在第一和第二象限12、13中示出。这些消耗器和发生器同样可以具有电感的或电容的部分。
在图4中，调节方法作为流程图示出。在第一步骤20中，输入设备的功率参数。根据本发明，设备理解为变压器1、负荷分级开关4以及配属于此的导线。变压器1、负荷分级开关4以及到消耗器/发生器的导线长度的技术特征参量也配属于此。该方法步骤通常在所有由现有技术已知的调节方法中使用。
然后，在运行中进行第二步骤，也就是变压器1上的传导电流I或电压40的测量30或40。这些数据最后由电压调节器7分析处理并且用于实施传导电流I的位置的确定50，该传导电流具有在图2中解释的象限系统中的所属相位。
如果现时传导电流I的矢量处于消耗器-象限中，即第三或第四象限14或15中，则进行电压调节器的理论值Us的提高60。这导致在高电压侧上变压器1的分级绕组的线圈关断；初分级绕组和次分级绕组之间的变换比变小。由此，由于高消耗功率进行电压降的调节70。
如果传导电流处于发生器-象限中，即第一或第二象限12或13中，则引起电压调节器的理论值Us的降低80。在高压侧上分级绕组的线圈接通；初分级绕组和次分级绕组之间的变换比变大。由此，由于高输入功率产生对过压的调节90。该方法作为算法储存在电压调节器的只读存储器中。
这种方法的优点在于变压器1的次级侧上的消耗器和发生器之间的基本区别。确定在次级侧上是否输入或消耗功率通过适配变压器的变换比来避免由于高输入功率引起过压，即，超过电压带16的极限值。
这种方法另一个优点在于，不必装入额外的设备，以检测改变的负荷流并且相应地调节。通过该方法可能的是，使用所存在的组成部分，例如变压器、电压调节器等。
附图标记列表
1  变压器
2  分级绕组
3  绕组抽头
4  负荷分级开关
5  马达驱动装置
6  控制装置
7  电压调节器
8  输入位置
9  导线
10 消耗器/发生器
11 象限系统
12 第一象限
13 第二象限
14 第三象限
15 第四象限
16 电压的理论值范围
20 功率参数的输入
30 变压器上的传导电流的测量
40 变压器上的电压的测量
50 象限系统中的电流表(传导电流)的相位的确定
60 电压调节器的理论值的提高
70 由于高消耗功率对电压降的调节
80 电压调节器的理论值的降低
90 由于高输入功率对过压的调节
G1 上电压极限值
G2 下电压极限值
I  传导电流
P  初级侧
S  次级侧
U  电压
  角度

Claims (3)

1.用于变压器(1)的电压调节的方法，该变压器包括不同的绕组抽头(3)和电压调节器(7)，其中，首先确定施加在变压器(1)上的传导电流(I)并且并行地为此测定施加在变压器(1)上的实时的电压(U)，
其特征在于，
使用象限系统(11)，其中，第一象限(12)和第二象限(13)用于示出从发生器到变压器(1)的传导电流(I)的相位(φ)并且第三象限(14)和第四象限(15)用于示出从变压器(1)到消耗器的传导电流(I)的相位(φ)；并且
在传导电流(I)的测定的相位(φ)在第三象限(14)或中或者在第四象限(15)中时，电压调节器(7)使实时的电压(U)提高到理论值范围(16)内；或者
在传导电流(I)的测定的相位(φ)在第一象限(12)中或者在第二象限(13)中时，电压调节器(7)使实时的电压(U)降低到理论值范围(16)内。
2.根据权利要求1所述的用于电压调节的方法，在实时的电压(U)提高到理论值范围(16)内时，变压器(1)的初级侧(P)上的分级绕组(2)的线圈关断。
3.根据权利要求1所述的用于电压调节的方法，在实时的电压(U)降低到理论值范围(16)内时，变压器(1)的初级侧(P)上的分级绕组(3)的线圈接通。
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