CN105336481A - 36级高精度配电线路调容调压变压器 - Google Patents

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郑巨荣
孟永剑
郑贲了
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Abstract

本发明涉及35kV以下输配电线路稳压电力设备领域，尤其涉及一种36级高精度配电线路调容调压变压器。它包括低压绕组和高压绕组，低压绕组采用星形接法，每相分为低压主绕组和低压调压绕组，低压主绕组和低压调压绕组串联；高压绕组采用延边三角形接法，每相分为高压主绕组和高压调压绕组，其中高压主绕组接成三角形，高压调压绕组位于三角形顶点和电源端之间；每个低压调压绕组均设有一有载调容开关，每个高压调压绕组均设有一有载调压开关，所有有载调容开关和有载调压开关由控制器独立控制。本发明能独立控制各相绕组，保证输出电压的平衡。同时通过分接开关动作改变变压器容量，不再改变连接组别，有效消除谐波。

Description

36级高精度配电线路调容调压变压器
技术领域
本发明涉及35kV以下输配电线路稳压电力设备领域，尤其涉及一种36级高精度配电线路调容调压变压器。
背景技术
在配电线路中，大部分用电设备在使用的时候不是满负荷运行，也不是一直在运行，因此对主要用电设备变压器的容量要求不需要时刻满容量。变压器满容量的时候，空载损耗较大，会浪费大量的电能。因此，为适应负载的变化，通常在空载时降低容量，节约用电。目前普遍采用Y-D切换的方法改变容量，同时改变低压绕组匝数的做法来实现该目的。这种方法会出现连接组别的变化，大容量变压器时为Dyn11，小容量变压器时为Yyn0，Yyn0接法的时候，不能消除谐波。而且，这种容量切换方法，只能在两种容量间切换，不能使用在容量连续波动的场所，所以目前大部分适用于农场地区，使用范围受限。这种调容调压变压器最大容量只能到630kVA，容量较小，不能用于更大容量场合。并且，这种调容调压变压器不能单相调压，会出现电压不平衡现象。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种容量更大、级别更多，能三相独立调压、有效滤波和节能的调容调压变压器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种36级高精度配电线路调容调压变压器，包括低压绕组和高压绕组，低压绕组采用星形接法，每相分为低压主绕组和低压调压绕组，低压主绕组和低压调压绕组串联；高压绕组采用延边三角形接法，每相分为高压主绕组和高压调压绕组，其中高压主绕组接成三角形，高压调压绕组位于三角形顶点和电源端之间；每相低压调压绕组均设有一有载调容开关，每相高压调压绕组均设有一有载调压开关，所有有载调容开关和有载调压开关由控制器独立控制。
本发明在原有调容调压变压器的基础上，在高压侧、低压侧每相绕组同时增加调压绕组和有载分接开关，根据每相的电压信号，独立控制各相有载分接开关动作，能保证输出电压的平衡。在调压过程中，由于保持高压绕组、低压绕组匝数比例不变，因此输出电压始终保持不变。本发明根据调容原理(即匝数越多，容量越小，空载损耗越小；匝数越少，容量越大，空载损耗越大)，为低压绕组增设调压绕组，通过调压绕组改变低压绕组接入匝数，从而在不改变绕组连接组别的情况下改变变压器的容量。使用时，低压侧开关根据负载侧电流大小先动作，增加或减少低压侧匝数，从而实现容量的改变。低压动作结束后，高压侧开关再动作，调整高压侧匝数，保证高低压匝数比在一定的精度范围内。容量变小时增加低压侧匝数，减少铁心磁密，来降低铁损。由于容量切换不需要改变连接组别，变压器接法始终保持Dyn11，因此能够有效滤波。
进一步，所述有载调容开关和有载调压开关为有载分接开关，包括升压/降压切换开关和分接选择器，分接选择器设有9个静触头，分接选择器的动触头上设有限流电抗器，限流电抗器包括两个动触点。有载调压开关有9个档位，当限流电抗器两个触点搭接在一个静触头上时，有载调压开关可以调9档。当限流电抗器两个触点跨接，不在一个静触头上时，限流电抗器的电感值L可以去到级电压的一半，因此串上限流电抗器后，级数可以增加一倍，变为18档。另外，可通过切换升压/降压切换开关，更改串联线圈的极性，选择升压或降压，调压范围可进一步增加一倍，因此调压档位变为36档，可实现36级调容调压。
进一步，低压调压绕组和高压调压绕组分段设置，根据容量要求设计每段有不同的线规，每段匝数小于等于主绕组匝数的5％。这样可保证调压的平滑性，不出现电压的波动。
本发明具有如下优点：
1、摒弃调容调压变压器原有结构，为每相低压绕组和高压绕组单独设置调压绕组和分接开关，由一个控制器根据各相电压信号和电流信号独立控制分接开关，保证输出电压的平衡。
2、通过分接开关动作改变变压器容量，不再改变连接组别，保证变压器接法始终为Dyn11，有效消除谐波。
3、利用控制器设置逻辑关系，并根据容量要求设计调压绕组各段的线规和匝数，保证多级别容量的输出，并保证电压和容量变化的平滑性。
附图说明
图1是现有调容调压变压器的接线原理图；
图2是现有调容调压变压器的向量图；
图3是本发明的接线原理图；
图4是本发明的向量图；
图中，1、低压主绕组，2、升压/降压切换开关，3、低压调压绕组，4、限流电抗器，5、有载调容开关，6、限流电抗器的动触点，7、分接选择器，8、高压主绕组，9、高压调压绕组，10、有载调压开关。
具体实施方式
一种36级高精度配电线路调容调压变压器，包括低压绕组和高压绕组，高压侧输入10kV电压，低压侧输出400V电压，低压绕组采用星形接法，每相分为低压主绕组1和低压调压绕组3，低压主绕组1和低压调压绕组3串联，每相低压调压绕组3各配有一个有载调容开关5。高压绕组采用延边三角形接法，每相分为高压主绕组8和高压调压绕组9，其中高压主绕组8接成三角形，高压调压绕组9位于三角形顶点和电源端之间，每相高压调压绕组9各配有一个有载调压开关10。所述有载调容开关5和有载调压开关10原理相同，均为有载分接开关，包括升压/降压切换开关2和分接选择器7，分接选择器7设有9个静触头，分接选择器7与低压出线端之间设有限流电抗器4，限流电抗器4包括两个动触点6，两个动触点可以搭接后与一个静触头连接，也可以跨接在两个静触头上。有载分接开关根据电压高低进行设计，一个控制器同时控制六个有载分接开关，在控制器中设置好参数，根据每相的电压信号和电流信号独立控制各有载分接开关。
每个低压调压绕组3和高压调压绕组9都分成9段，根据容量要求设计每段有不同的线规，与有载调容开关5的升压/降压切换开关和分接选择配合，达到36级别容量调节。为配合调压的步进值，不出现电压的波动，每档按5％的比例调整，即每段匝数控制在相应主绕组匝数的5％以内，保证负载设备的安全运行。低压侧动作结束后，调整高压侧匝数，保证匝数比在精准的范围内。
下面举例说明本发明的实施过程：
在配电线路低压侧设有3个电流互感器，检测低压侧每相的电流，反馈给控制器。控制器中事先设定了每个有载调容开关的动作参数(电流、档位和容量之间的关系)。控制器根据电流大小，切换有载调容开关，先切换低压侧的有载调容开关，完成容量调节，随时注意低压侧输出电压的变化，保证低压输出400V。(若低压输出电压过高，则增加高压侧的匝数；若低压输出电压过低，则适当减少高压侧匝数。)采用本发明这种方式，可有效降低空载损耗。例如，根据1000kVA的容量，正常S11变压器损耗1150W，采用调容调压变压器后空载损耗可降到300W，可节约损耗800W。

Claims (3)

1.一种36级高精度配电线路调容调压变压器，包括低压绕组和高压绕组，其特征在于：低压绕组采用星形接法，每相分为低压主绕组(1)和低压调压绕组(3)，低压主绕组(1)和低压调压绕组(3)串联；高压绕组采用延边三角形接法，每相分为高压主绕组(8)和高压调压绕组(9)，其中高压主绕组(8)接成三角形，高压调压绕组(9)位于三角形顶点和电源端之间；每相低压调压绕组(3)均设有一有载调容开关(5)，每相高压调压绕组(9)均设有一有载调压开关(10)，所有有载调容开关(5)和有载调压开关(10)由控制器独立控制。
2.根据权利要求1所述的36级高精度配电线路调容调压变压器，其特征在于：所述有载调容开关(5)和有载调压开关(10)为有载分接开关，包括升压/降压切换开关(2)和分接选择器(7)，分接选择器(7)设有9个静触头，分接选择器(7)的动触头上设有限流电抗器(4)，限流电抗器(4)包括两个动触点(6)。
3.根据权利要求1所述的36级高精度配电线路调容调压变压器，其特征在于：低压调压绕组(3)和高压调压绕组(9)分段设置，根据容量要求设计每段有不同的线规，每段匝数小于等于主绕组匝数的5％。
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