CN105656060A - 一种变压器及区域电网系统 - Google Patents

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董栋
汪坚杰
母国辉
孙益辉
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    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本申请公开了一种变压器及区域电网系统，所述变压器包括：获取单元、补偿单元、变压单元和判断单元；其中，所述获取单元用于获取变压器所在区域电网的功率因数；所述补偿单元与所述判断单元连接，包括多个无功补偿元件；所述变压单元包括高压侧和低压侧，其中，所述高压侧用于接收输入电压，并将其进行电压转换后由低压侧输出；所述判断单元用于根据所述功率因数控制所述补偿单元接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量；其中，所述获取单元、补偿单元和判断单元均接于所述变压单元的低压侧。所述变压器可以实现调节区域电网无功功率占视在功率的比例，进而实现对所述区域电网系统中功率因数的自动调节的目的，大大降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种变压器及区域电网系统
技术领域
本申请涉及电网设计技术领域，更具体地说，涉及一种变压器及区域电网系统。
背景技术
电网系统中的功率因数是指有功功率与视在功率的比值，而视在功率为有功功率与无功功率的矢量和。功率因数的提高可以有效地降低电网系统中的电力损耗。现有技术中提高所述功率因数的方法通常为当电网系统中的功率因数较低时，在上述电网系统中接入若干数量的电容器以实现无功补偿，从而提高所述功率因数；但是无功功率是保证电网系统正常运行的必要参数，因此在当功率因数较高时又需要减少接入电网系统的电容器，以保证电网系统的正常运行。而这就使得需要在电网系统的各个节点设置工作人员，监视电网系统中的功率因数，并根据功率因数不断调节接入电网系统中的电容器数量，不仅需要较多的人员配置，而且工作人员的劳动强度较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种变压器及区域电网系统，以实现自动调节电网系统中的功率因数的目的，降低人员配置要求和工作人员的劳动强度。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种变压器，应用于区域电网，所述变压器包括：获取单元、补偿单元、变压单元和判断单元；其中，
所述获取单元用于获取变压器所在区域电网的功率因数；
所述补偿单元与所述判断单元连接，包括多个无功补偿元件；
所述变压单元包括高压侧和低压侧，其中，所述高压侧用于接收输入电压，并将其进行电压转换后由低压侧输出；
所述判断单元用于根据所述功率因数控制所述补偿单元接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量；
其中，所述获取单元、补偿单元和判断单元均接于所述变压单元的低压侧。
优选的，所述无功补偿元件为电容器组。
优选的，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
优选的，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元中第二预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
优选的，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
优选的，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元中第二预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
优选的，所述变压器还包括隔音箱和至少一个减震器；其中，
所述隔离箱包括中空腔，所述隔离箱的一个室壁外表面与至少一个减震器的一端固定连接，所述至少一个减震器远离所述隔离箱一端与支撑物固定连接，所述中空腔用于设置变压器。
优选的，所述隔离箱包括第一隔离室和第二隔离室；
所述第二隔离室设置于第一隔离室内部，通过连接板与第一隔离室连接。
优选的，所述第一隔离室和第二隔离室均包括多个散热孔。
一种区域电网系统，包括至少一个如上述任一实施例所述的变压器。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种变压器及区域电网系统，其中，所述变压器可以通过所述获取单元获取变压器所在区域电网的功率因数，并通过判断单元根据所述功率因数控制补偿单元接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量，从而实现调节区域电网无功功率占视在功率的比例，进而实现对所述区域电网系统中功率因数的自动调节的目的，从而不需要工作人员频繁调节电网系统，大大降低了工作人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种变压器的结构示意图；
图2为本申请的一个优选实施例提供的一种变压器的结构示意图；
图3为本申请的另一个优选实施例提供的一种变压器的结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种变压器，如图1所示，应用于区域电网，所述变压器包括：获取单元200、补偿单元400、变压单元100和判断单元300；其中，
所述获取单元200用于获取变压器所在区域电网的功率因数；
所述补偿单元400与所述判断单元300连接，包括多个无功补偿元件；
所述变压单元100包括高压侧和低压侧，其中，所述高压侧用于接收输入电压，并将其进行电压转换后由低压侧输出；
所述判断单元300用于根据所述功率因数控制所述补偿单元400接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量；
其中，所述获取单元200、补偿单元400和判断单元300均接于所述变压单元100的低压侧。
需要说明的是，区域电网输出的功率主要包括两部分，一部分是有功功率，其直接消耗电能，把电能转换为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能量做功，这部分功率称为有功功率；另外一部分是无功功率，其不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能量，这种能量作为电气设备能够做功的必备条件，并且，这部分能量在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称之为无功功率，例如电磁元件建立磁场占用的功率，电容器建立电场所占用的功率等都是无功功率。
主流的无功功率补偿的具体实现方式为把具有容性功率负荷器件与感性功率负荷器件并联接在同一电路中，能量在两种负荷器件之间相互交换。这样，感性负荷器件所需要的无功功率可由容性负荷器件输出的无功功率补偿，以实现降低区域电网系统中无功功率占视在功率的比值，从而实现区域电网系统的功率因数的提高。而变压器是典型的感性负荷器件，其所需的无功功率很大，因此在本实施例中，对变压器所在区域电网的功率因数进行检测，根据所述功率因数控制所述补偿单元400接入所述变压器所在的区域电网中的无功补偿元件的数量，可以实现对该区域电网中的功率因数的自动调节，使该区域电网中的功率因数保持在一个稳定且满足要求的范围之内。
还需要说明的是，所述获取单元200可以通过无线传输的方式从电网系统的控制中心获取所述功率因数，还可以通过获取区域电网系统中交流电的电压与电流的相位差计算获得所述功率因数。本申请对所述获取单元200获取所述功率因数的具体方法并不做限定，具体视实际情况而定。
对所述区域电网系统进行无功补偿不仅可以提供区域电网系统的功率因数，还可以减少区域电网供电设备的设计容量，减少投资。例如当功率因数由0.8增加到0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW。并且，对所述区域电网系统进行无功补偿可以降低线损，从而降低供电方的无效损耗，提高供电方的经济效益。
进一步的，所述获取单元200、补偿单元400和判断单元300均接于所述变压单元100的低压侧的目的便于对所述获取单元200、补偿单元400和判断单元300进行维护等操作，避免高压操作带来的风险。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述无功补偿元件为电容器组。
需要说明的是，在本实施例中，每个电容器组中包括多个电容。在本申请的一个实施例中，每个电容器组中包括的电容数量的取值范围为1-30个，包括端点值。但在本申请的其他实施例中，每个电容器组中包括的电容数量的取值为20个。本申请对所述电容器组中包括的电容数量并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述判断单元300用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元400中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第一预设值的取值范围为0.8-0.9，包括端点值。但在本申请的其他实施例中，所述第一预设值的取值范围还可以为0.5-0.95，包括端点值。本申请对所述第一预设值的具体取值和取值范围并不做限定，具体视实际情况而定。
在本申请的一个实施例中，所述第一预设数量的取值范围为1个-10个，包括端点值。但在本申请的其他实施例中，所述第一预设数量的取值范围为1个-20个，本申请对所述第一预设数量的具体取值和取值范围并不做限定，具体视实际情况而定。
还需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述补偿单元400中的无功补偿元件的数量的取值范围为1个-50个，包括端点值。但本申请对所述补偿单元400中的无功补偿元件的数量的具体取值并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述判断单元300用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元400中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元400中第二预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第二预设值的取值范围为0.7-0.85，包括端点值；但在本申请的其他实施例中，所述第二预设值的取值范围为0.45-0.8，包括端点值。本申请对所述第二预设值的具体取值和取值范围并不做限定，只要比所述第一预设值小即可，具体视实际情况而定。
还需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述第二预设数量的取值范围为10个-30个，包括端点值。在本申请的另一个实施例中，所述第二预设数量的取值范围为20个-50个，包括端点值。本申请对所述第二预设数量的具体取值并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述判断单元300用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元400中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
在上述实施例的基础上，在本申请的再一个实施例中，所述判断单元300用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元400中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元400中第二预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
需要说明的是，本申请对所述无功补偿元件接入所述区域电网中的形式并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图2所示，所述变压器还包括隔音箱A100和至少一个减震器A200；其中，
所述隔离箱包括中空腔，所述隔离箱的一个室壁外表面与至少一个减震器A200的一端固定连接，所述至少一个减震器A200远离所述隔离箱一端与支撑物A10固定连接，所述中空腔用于设置变压器。
需要说明的是，在本实施例中，所述隔离箱用于隔离所述变压器产生的震动噪声通过空气途径向外界传播。所述减震器A200用于隔离所述变压器产生的震动噪声通过固体途径向外界传播。在本申请的一个实施例中，所述隔离箱由吸音材料制成，所述变压器产生的震动噪声在所述隔离箱内壁上的多次反射过程中被吸收，以实现隔离震动噪声功能；在本申请的另一个实施例中，所述隔离箱由全反射材料制成，所述变压器产生的震动噪声在所述隔离箱内壁上发生多次反射，所述震动噪声在多次反射的传播过程中逐渐衰减，从而实现隔离震动噪声功能。本申请对所述隔离箱的制备材料并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图3所示，所述隔离箱包括第一隔离室A101和第二隔离室A102；
所述第二隔离室A102设置于第一隔离室A101内部，通过连接板A103与第一隔离室A101连接。
需要说明的是，在本实施例中，所述第一隔离室A101和第二隔离室A102之间也相当于一个隔离腔，当变压器产生的震动噪声能够通过所述第二隔离室A102的室壁进入所述第一隔离室A101和第二隔离室A102之间的隔离腔时能够进一步的对其进行衰减，从而实现更好的隔离震动噪声从空气中传播的途径。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，所述第一隔离室A101和第二隔离室A102均包括多个散热孔。
需要说明的是，在所述第一隔离室A101和第二隔离室A102上均设置多个散热孔的目的是增加变压器在工作过程中产生的热量的释放路径。保证所述变压器的工作稳定性。
相应的，本申请实施例还提供了一种区域电网系统，包括至少一个如上述任一实施例所述的变压器。
综上所述，本申请实施例提供了一种变压器及区域电网系统，其中，所述变压器可以通过所述获取单元200获取变压器所在区域电网的功率因数，并通过判断单元300根据所述功率因数控制补偿单元400接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量，从而实现调节区域电网无功功率占视在功率的比例，进而实现对所述区域电网系统中功率因数的自动调节的目的，从而不需要工作人员频繁调节电网系统，大大降低了工作人员的劳动强度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，应用于区域电网，所述变压器包括：获取单元、补偿单元、变压单元和判断单元；其中，
所述获取单元用于获取变压器所在区域电网的功率因数；
所述补偿单元与所述判断单元连接，包括多个无功补偿元件；
所述变压单元包括高压侧和低压侧，其中，所述高压侧用于接收输入电压，并将其进行电压转换后由低压侧输出；
所述判断单元用于根据所述功率因数控制所述补偿单元接入所述区域电网中的无功补偿元件的数量；
其中，所述获取单元、补偿单元和判断单元均接于所述变压单元的低压侧。
2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述无功补偿元件为电容器组。
3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元中第二预设数量的无功补偿元件并联接入所述区域电网中。
5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，所述判断单元用于判断所述功率因数是否小于第一预设值，如果是，则将所述补偿单元中第一预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中，并且当所述功率因数小于第二预设值时，将所述补偿单元中第二预设数量的无功补偿元件串联接入所述区域电网中。
7.根据权利要求1-6任一项所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括隔音箱和至少一个减震器；其中，
所述隔离箱包括中空腔，所述隔离箱的一个室壁外表面与至少一个减震器的一端固定连接，所述至少一个减震器远离所述隔离箱一端与支撑物固定连接，所述中空腔用于设置变压器。
8.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述隔离箱包括第一隔离室和第二隔离室；
所述第二隔离室设置于第一隔离室内部，通过连接板与第一隔离室连接。
9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，所述第一隔离室和第二隔离室均包括多个散热孔。
10.一种区域电网系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的变压器。
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CN110518701A (zh) * 2019-09-05 2019-11-29 杭州市电力设计院有限公司余杭分公司 一种电网传输调整系统及方法

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