CN106602573B - 一种智能型宽幅调容调压配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能型宽幅调容调压配电系统，包括：变压装置，开关组件，与开关组件连接，用于采集配电系统数据信息以及控制开关组件通断的智能采集控制终端；变压装置包括：变压器，用于调节变压器低压侧输出电压范围的调压单元以及调节变压器额定容量的调容单元。系统是集有载宽幅调容、调压、电能质量、计量、遥控、遥测为一体的配电系统，适合10KV线路负荷变动大，电压波动大电，线路压降大的配电变压器选用，配电变压器的调压范围为±20%，调节容量为大容量的1/3、2/3两档，保证用户侧电压稳定及合格，实现智能化，及时线性解决功率因数，三相不平衡，高次谐波的问题，净化电网电能质量，降低线路损耗。

Description

一种智能型宽幅调容调压配电系统

技术领域

本发明涉及配电系统领域，尤其涉及一种智能型宽幅调容调压配电系统。

背景技术

电能质量的优劣取决于电压偏差、电压突升、断电、电压瞬变、过电压、欠电压、电压切痕、稳态电压扰动等。受以上各因素的影响，目前高低压输配电网络存在电能质量较差的问题，特别是用户端低压配电系统，受供电质量、系统内负载设备类型及运行状态变化的影响，使低压配电内的电能质量严重降低，导致用户端低压配电系统内各项电力参数严重偏差，电污染比如功率因数，三相不平衡，高次谐波的问题，造成配电系统电能质量差，线路损耗高。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于，提供一种智能型宽幅调容调压配电系统，包括：变压装置，与变压装置输出侧连接的开关组件，与开关组件连接，用于采集配电系统数据信息以及控制开关组件通断的智能采集控制终端；

变压装置包括：变压器，用于调节变压器低压侧输出电压范围的调压单元以及调节变压器额定容量的调容单元。

优选地，调容单元包括：设置在变压器高压侧A相绕组线圈的双向导通可控硅KA1、双向导通可控硅KA2、双向导通可控硅KA3、双向导通可控硅KA4、双向导通可控硅KA5、双向导通可控硅KA6、双向导通可控硅KA7、双向导通可控硅KA8，第一A相电阻，第二A相电阻；

设置在变压器低压侧a相绕组线圈的双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10、双向导通可控硅Ka11、双向导通可控硅Ka12、双向导通可控硅Ka13、双向导通可控硅Ka14、双向导通可控硅Ka15、双向导通可控硅Ka16，第一a相电阻Ra1，第二a相电阻Ra2；

A相绕组线圈包括：第一A相绕组线圈段，第二A相绕组线圈段，第三A相绕组线圈段；

第一A相绕组线圈段上设有第一A相绕组抽头，第二A相绕组线圈段上设有第二A相绕组抽头；

a相绕组线圈包括：第一a相绕组线圈段，第二a相绕组线圈段，第三a相绕组线圈段；第二a相绕组线圈段上设有第一a相绕组抽头，第三a相绕组线圈段上设有第二a相绕组抽头；

第一A相绕组线圈段第一端与变压器高压侧A相输入端连接，第一A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA2第一端、双向导通可控硅KA3第一端以及双向导通可控硅KA4第一端连接；双向导通可控硅KA4的第二端与第一A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA1第一端与第一A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA1第二端、双向导通可控硅KA3第二端、第一A相电阻第二端分别与第二A相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅KA2第二端分别与第二A相绕组抽头和双向导通可控硅KA6第一端连接；

第二A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA7第一端、双向导通可控硅KA8第一端以及双向导通可控硅KA5第一端连接；双向导通可控硅KA5的第二端与第二A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA6第一端与第二A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA6第二端、双向导通可控硅KA8第二端、第二A相电阻第二端分别与第三A相绕组线圈段第一端连接；第三A相绕组线圈段第二端和双向导通可控硅KA7第二端分别与变压器高压侧B相输入端连接；

第一a相绕组线圈段第一端和双向导通可控硅Ka15第一端分别与变压器低压侧中性线连接；第一a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka14第一端，双向导通可控硅Ka16第一端，第一a相电阻第一端连接，第一a相电阻第二端与双向导通可控硅Ka13第一端连接，双向导通可控硅Ka13第二端，双向导通可控硅Ka16第二端，双向导通可控硅Ka15第二端分别与第二a相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅Ka14第二端分别与第一a相绕组抽头和双向导通可控硅Ka10第一端连接；

第二a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka9第一端，双向导通可控硅Ka11第一端，第二a相电阻第一端连接，第二a相电阻第二端与双向导通可控硅Ka12第一端连接，双向导通可控硅Ka9第二端与第二a相绕组抽头连接，双向导通可控硅Ka10第二端，双向导通可控硅Ka11第二端，双向导通可控硅Ka12第二端分别与第三a相绕组线圈段第一端连接，第三a相绕组线圈段第二端与变压器低压侧a相输出端连接。

优选地，调容单元还包括：设置在变压器高压侧B相绕组线圈的双向导通可控硅KB1、双向导通可控硅KB2、双向导通可控硅KB3、双向导通可控硅KB4、双向导通可控硅KB5、双向导通可控硅KB6、双向导通可控硅KB7、双向导通可控硅KB8，第一B相电阻，第二B相电阻；

设置在变压器低压侧b相绕组线圈的双向导通可控硅Kb9、双向导通可控硅Kb10、双向导通可控硅Kb11、双向导通可控硅Kb12、双向导通可控硅Kb13、双向导通可控硅Kb14、双向导通可控硅Kb15、双向导通可控硅Kb16，第一b相电阻Rb1，第二b相电阻Rb2；

B相绕组线圈包括：第一B相绕组线圈段，第二B相绕组线圈段，第三B相绕组线圈段；

第一B相绕组线圈段上设有第一B相绕组抽头，第二B相绕组线圈段上设有第二B相绕组抽头；

b相绕组线圈包括：第一b相绕组线圈段，第二b相绕组线圈段，第三b相绕组线圈段；第二b相绕组线圈段上设有第一b相绕组抽头，第三b相绕组线圈段上设有第二b相绕组抽头。

优选地，调容单元还包括：设置在变压器高压侧C相绕组线圈的双向导通可控硅KC1、双向导通可控硅KC2、双向导通可控硅KC3、双向导通可控硅KC4、双向导通可控硅KC5、双向导通可控硅KC6、双向导通可控硅KC7、双向导通可控硅KC8，第一C相电阻，第二C相电阻；

设置在变压器低压侧c相绕组线圈的双向导通可控硅Kc9、双向导通可控硅Kc10、双向导通可控硅Kc11、双向导通可控硅Kc12、双向导通可控硅Kc13、双向导通可控硅Kc14、双向导通可控硅Kc15、双向导通可控硅Kc16，第一c相电阻Rc1，第二c相电阻Rc2；

C相绕组线圈包括：第一C相绕组线圈段，第二C相绕组线圈段，第三C相绕组线圈段；

第一C相绕组线圈段上设有第一C相绕组抽头，第二C相绕组线圈段上设有第二C相绕组抽头；

c相绕组线圈包括：第一c相绕组线圈段，第二c相绕组线圈段，第三c相绕组线圈段；第二c相绕组线圈段上设有第一c相绕组抽头，第三c相绕组线圈段上设有第二c相绕组抽头。

优选地，调压单元包括：接触器KM1，接触器KM2，分别设置在变压器低压侧三相绕组上的电压补偿变压装置；

电压补偿变压装置包括：补偿变压器；双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16；

补偿变压器一次侧为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端连接，双向导通可控硅K13第二端和双向导通可控硅K15第二端分别与中性线连接。

优选地，在变压器低压侧三相绕组上设有多个电压补偿变压装置，电压补偿变压装置与电压补偿变压装置之间采用串联方式连接。

优选地，变压器低压侧线路上设有计量单元，计量单元包括：电流互感器，电压互感器，功率因数测量仪；

智能采集控制终端采集的配电系统数据信息包括电流、电压、功率因数、三相不平衡率、容量、空载损耗、负载损耗、开关状态参数、系统故障信息，智能采集控制终端还用于与主控室数据通信传输；

开关组件采用永磁真空开关，开关组件根据智能采集控制终端发出的控制指令执行通断动作。

优选地，变压器低压侧线路上还设有电能质量单元，电能质量单元设置在开关组件的输出端与用户端之间；电能质量单元采用配网电能质量综合补偿器，配网电能质量综合补偿器包括：无功补偿器、有源滤波器、零线分流器。

优选地，还包括：PLC控制子系统；

PLC控制子系统用于根据系统预设的运行参数控制双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA3，双向导通可控硅KA4，双向导通可控硅KA5，双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅KA7，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9，双向导通可控硅Ka10，双向导通可控硅Ka11，双向导通可控硅Ka12，双向导通可控硅Ka13，双向导通可控硅Ka14，双向导通可控硅Ka15，双向导通可控硅Ka16，接触器KM1，接触器KM2，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16的通断。

优选地，调压单元包括两个电压补偿变压装置；

第二电压补偿变压装置包括：第二补偿变压器，双向导通可控硅K17，双向导通可控硅K18，双向导通可控硅K19，双向导通可控硅K20；

补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组分别为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组串联连接；

补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端，双向导通可控硅K18第二端，双向导通可控硅K20第二端连接；

第二补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K17第一端和双向导通可控硅K18第一端连接，第二补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K19第一端和双向导通可控硅K20第一端连接；

双向导通可控硅K13第二端，双向导通可控硅K15第二端，双向导通可控硅K17第二端，双向导通可控硅K19第二端分别与中性线连接。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

智能型宽幅调容调压配电系统包括：变压器，调压单元，调容单元，开关组件，智能采集控制终端；变压装置。系统是集有载宽幅调容、调压、电能质量、计量、遥控、遥测为一体的配电系统，适合10KV线路负荷变动大，电压波动大电，线路压降大的配电变压器选用，配电变压器的调压范围为±20%，调节容量为大容量的1/3、2/3两档，保证用户侧电压稳定及合格，实现智能化，及时线性解决功率因数，三相不平衡，高次谐波的问题，净化电网电能质量，降低线路损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为智能型宽幅调容调压配电系统整体示意图；

图2为调容单元电路图；

图3为调压单元电路图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

本实施例提供一种智能型宽幅调容调压配电系统，如图1和图2所示，包括：变压装置1，与变压装置1输出侧连接的开关组件2，与开关组件2连接，用于采集配电系统数据信息以及控制开关组件2通断的智能采集控制终端3；变压装置1包括：变压器6，用于调节变压器6低压侧输出电压范围的调压单元7以及调节变压器6额定容量的调容单元8。

本实施例中，调容单元8包括：设置在变压器高压侧A相绕组线圈的双向导通可控硅KA1、双向导通可控硅KA2、双向导通可控硅KA3、双向导通可控硅KA4、双向导通可控硅KA5、双向导通可控硅KA6、双向导通可控硅KA7、双向导通可控硅KA8，第一A相电阻RA1，第二A相电阻RA2；

设置在变压器低压侧a相绕组线圈的双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10、双向导通可控硅Ka11、双向导通可控硅Ka12、双向导通可控硅Ka13、双向导通可控硅Ka14、双向导通可控硅Ka15、双向导通可控硅Ka16，第一a相电阻Ra1，第二a相电阻Ra2；

A相绕组线圈包括：第一A相绕组线圈段，第二A相绕组线圈段，第三A相绕组线圈段；

第一A相绕组线圈段上设有第一A相绕组抽头，第二A相绕组线圈段上设有第二A相绕组抽头；

a相绕组线圈包括：第一a相绕组线圈段，第二a相绕组线圈段，第三a相绕组线圈段；第二a相绕组线圈段上设有第一a相绕组抽头，第三a相绕组线圈段上设有第二a相绕组抽头；

第一A相绕组线圈段第一端与变压器高压侧A相输入端连接，第一A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA2第一端、双向导通可控硅KA3第一端以及双向导通可控硅KA4第一端连接；双向导通可控硅KA4的第二端与第一A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA1第一端与第一A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA1第二端、双向导通可控硅KA3第二端、第一A相电阻第二端分别与第二A相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅KA2第二端分别与第二A相绕组抽头和双向导通可控硅KA6第一端连接；

第二A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA7第一端、双向导通可控硅KA8第一端以及双向导通可控硅KA5第一端连接；双向导通可控硅KA5的第二端与第二A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA6第一端与第二A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA6第二端、双向导通可控硅KA8第二端、第二A相电阻第二端分别与第三A相绕组线圈段第一端连接；第三A相绕组线圈段第二端和双向导通可控硅KA7第二端分别与变压器高压侧B相输入端连接；

第一a相绕组线圈段第一端和双向导通可控硅Ka15第一端分别与变压器低压侧中性线连接；第一a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka14第一端，双向导通可控硅Ka16第一端，第一a相电阻Ra1第一端连接，第一a相电阻第二端与双向导通可控硅Ka13第一端连接，双向导通可控硅Ka13第二端，双向导通可控硅Ka16第二端，双向导通可控硅Ka15第二端分别与第二a相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅Ka14第二端分别与第一a相绕组抽头和双向导通可控硅Ka10第一端连接；

第二a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka9第一端，双向导通可控硅Ka11第一端，第二a相电阻Ra2第一端连接，第二a相电阻Ra2第二端与双向导通可控硅Ka12第一端连接，双向导通可控硅Ka9第二端与第二a相绕组抽头连接，双向导通可控硅Ka10第二端，双向导通可控硅Ka11第二端，双向导通可控硅Ka12第二端分别与第三a相绕组线圈段第一端连接，第三a相绕组线圈段第二端与变压器低压侧a相输出端连接。

双向导通可控硅KA1、双向导通可控硅KA2、双向导通可控硅KA3、双向导通可控硅KA4、双向导通可控硅KA5、双向导通可控硅KA6、双向导通可控硅KA7、双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10、双向导通可控硅Ka11、双向导通可控硅Ka12、双向导通可控硅Ka13、双向导通可控硅Ka14、双向导通可控硅Ka15、双向导通可控硅Ka16，均为为耐压1600V的双向导通可控硅。

其中，双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅KA7，双向导通可控硅Ka9，双向导通可控硅Ka10，双向导通可控硅Ka14，双向导通可控硅Ka15导通，其他断开，此时线圈匝数最少，每匝电势最高，磁通最大，变压器在最大容量时运行。

当电流为额定电流的2/3时，双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10, 双向导通可控硅Ka16导通，其他断开，此时线圈匝数增加，每匝电势减小，磁通减小，变压器在额定容量2/3运行，减小空载损耗。

当电流为额定电流的1/3时，双向导通可控硅KA3，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka11，双向导通可控硅Ka16导通，其他断开，此时线圈匝数最多，每匝电势最小，磁通最小，变压器在额定容量的1/3运行，空载损耗最小。

在可控硅运行转换操作时，先导通双向导通可控硅KA5，双向导通可控硅Ka15或双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅Ka14，接通第一A相电阻，第二A相电阻,第一a相电阻Ra1，第二a相电阻Ra2，经过预设时间后，优选地为20ms后，接通需导通可控硅，2ms后，断开需断开的可控硅，确保线圈切换时线路不停电。

该调容的原理是，高低压线圈均采用部分线圈串并联的方式实现线圈匝数变化来调整磁通密度实现容量变化。比通常高压采用星-角转换实现磁通密度改变的方法，可调节容量档数更多，更节能。采用此方法，高压线圈上的双向导通可控硅承受耐压为1000V，一只双向导通可控硅就可实现。而采用星-角转换调容时，可控硅承受耐压为10KV，需10只可控硅串联使用，要求10只可控硅同时触发，且要求10只可控硅性能一致，还要做均压处理，不但成本高，可靠性差，还不安全，一旦击穿，会对电网产生冲击。

本实施例中，调容单元还包括：设置在变压器高压侧B相绕组线圈的双向导通可控硅KB1、双向导通可控硅KB2、双向导通可控硅KB3、双向导通可控硅KB4、双向导通可控硅KB5、双向导通可控硅KB6、双向导通可控硅KB7、双向导通可控硅KB8，第一B相电阻RB1，第二B相电阻RB2；

设置在变压器低压侧b相绕组线圈的双向导通可控硅Kb9、双向导通可控硅Kb10、双向导通可控硅Kb11、双向导通可控硅Kb12、双向导通可控硅Kb13、双向导通可控硅Kb14、双向导通可控硅Kb15、双向导通可控硅Kb16，第一b相电阻Rb1，第二b相电阻Rb2；

B相绕组线圈包括：第一B相绕组线圈段，第二B相绕组线圈段，第三B相绕组线圈段；

第一B相绕组线圈段上设有第一B相绕组抽头，第二B相绕组线圈段上设有第二B相绕组抽头；

b相绕组线圈包括：第一b相绕组线圈段，第二b相绕组线圈段，第三b相绕组线圈段；第二b相绕组线圈段上设有第一b相绕组抽头，第三b相绕组线圈段上设有第二b相绕组抽头。

调容单元还包括：设置在变压器高压侧C相绕组线圈的双向导通可控硅KC1、双向导通可控硅KC2、双向导通可控硅KC3、双向导通可控硅KC4、双向导通可控硅KC5、双向导通可控硅KC6、双向导通可控硅KC7、双向导通可控硅KC8，第一C相电阻RC1，第二C相电阻RC2；

设置在变压器低压侧c相绕组线圈的双向导通可控硅Kc9、双向导通可控硅Kc10、双向导通可控硅Kc11、双向导通可控硅Kc12、双向导通可控硅Kc13、双向导通可控硅Kc14、双向导通可控硅Kc15、双向导通可控硅Kc16，第一c相电阻Rc1，第二c相电阻Rc2；

C相绕组线圈包括：第一C相绕组线圈段，第二C相绕组线圈段，第三C相绕组线圈段；

第一C相绕组线圈段上设有第一C相绕组抽头，第二C相绕组线圈段上设有第二C相绕组抽头；

c相绕组线圈包括：第一c相绕组线圈段，第二c相绕组线圈段，第三c相绕组线圈段；第二c相绕组线圈段上设有第一c相绕组抽头，第三c相绕组线圈段上设有第二c相绕组抽头。

调容单元在B相绕组，b相绕组，C相绕组，c相绕组的调容元件连接方式及调容方式与A相绕组，a相绕组的相同，这里不再复述。当大容量电流降为额定电流的2/3时，变压器容量自动降为大容量的2/3。系统电流降至额定电流的1/3时，变压器容量自动降至大容量的1/3。反之自动调节容量为额定大容量。由于有每相的高低压侧有电阻，调整时，系统不断电。

本实施例中，调压单元7包括：分别设置在变压器6低压侧三相绕组上的电压补偿变压装置11，接触器KM1，接触器KM2；

电压补偿变压装置11包括：补偿变压器；双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16；

补偿变压器一次侧13为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器二次侧14第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端连接，双向导通可控硅K13第二端和双向导通可控硅K15第二端分别与中性线连接。

在变压器低压侧三相绕组上设有多个电压补偿变压装置，电压补偿变压装置与电压补偿变压装置之间采用串联方式连接。

本实施例中，调压单元包括两个电压补偿变压装置；其中一个电压补偿变压装置为上述电压补偿变压装置，；另一个电压补偿变压装置为第二电压补偿变压装置；

第二电压补偿变压装置包括：第二补偿变压器，双向导通可控硅K17，双向导通可控硅K18，双向导通可控硅K19，双向导通可控硅K20；

补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组分别为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组串联连接；

补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端，双向导通可控硅K18第二端，双向导通可控硅K20第二端连接；

第二补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K17第一端和双向导通可控硅K18第一端连接，第二补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K19第一端和双向导通可控硅K20第一端连接；

双向导通可控硅K13第二端，双向导通可控硅K15第二端，双向导通可控硅K17第二端，双向导通可控硅K19第二端分别与中性线连接。

调压单元的调压方式为：输入电压为额定电压的－20%至－12.5%时，接触器KM1，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K16，双向导通可控硅K17，双向导通可控硅K20导通，其他断开，使输出电压在400±5%V范围内。

输入电压在额定电压的－12.5%至－5%时，接触器KM1，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K16，双向导通可控硅K17导通，其他断开，使输出电压在400±5%范围内。

输入电压在额定电压的±5%范围内，接触器KM1，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K17导通，其他断开，使输出电压在400±5%范围内。

输入电压在额定电压的5%至12.5%时，接触器KM1，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K17导通，其他断开，使输出电压在400±5%范围内。

输入电压在额定电压的12.5%至20%时，接触器KM1，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K18，双向导通可控硅K19导通，其他断开，使输出电压在400±5%范围内。

在欠压、过压、过流、补偿器故障时，接触器KM1断开，接触器KM2闭合，系统旁路运行。该电压调整由双向导通可控硅控制，对补偿电压按不同的需求进行自动补偿，过零投切，反应时间20ms。

以前有载调压变压器采用有载调压开关，为机械式，调压范围为±10%，范围窄，反应时间长，寿命短，调压超过2000次，需要换油。本方法采用可控硅控制，为无触点调节，可连续快速调压，对变压器油无影响，调压范围为±20%，范围宽。

本实施例中，变压器低压侧线路上设有计量单元4，计量单元4包括：电流互感器，电压互感器，功率因数测量仪；智能采集控制终端3采集的配电系统数据信息包括电流、电压、功率因数、三相不平衡率、容量、空载损耗、负载损耗、开关状态参数、系统故障信息，智能采集控制终端还用于与主控室数据通信传输；

本终端对电网输入电压、电流、功率因数，输出电压、电流、功率因数进行记录和传送，对变压器温升、故障进行记录和传送，对调压稳压控制器、电能质量综合补偿器各种数据进行记录和传送，对输出电压可以远程设定和控制，对设备运行及电能质量综合补偿器的工作进行集中控制和输出参数控制，以达到线路最佳运行效果。

本设备有自保护和来电自送电功能，实现真正意义上的无人值守和自动运行。

开关组件2采用永磁真空开关，开关组件根据智能采集控制终端发出的控制指令执行通断动作。采用永磁真空开关，可实现远程送电的功能。

变压器低压侧线路上还设有电能质量单元5，电能质量单元5设置在开关组件2的输出端与用户端之间；电能质量单元5采用配网电能质量综合补偿器，配网电能质量综合补偿器包括：无功补偿器、有源滤波器、零线分流器。

电能质量单元5是以IGBT为核心元器件的电力电子设备，通过对线路电压、电流信号的测量和计算，该设备产生一个大小相等、方向相反的负序电流、零序电流、19次以下高次谐波电流、零线电流注入电网中，抵消电网中的以上电流，从而使电网中只剩下50Hz正序电流，达到功率因数为1、三相电流电压平衡、消除高次谐波、消除零线电流的目的。

采用该电能质量单元5可降低线路损耗20%，三相不平衡度＜5%，高次谐波减小85%，零线电流＜2A。功率因数调整线性，反应时间＜5ms，感性容性均可，并快速转换，还可防止电压闪变和维持电网电压稳定的作用，由于减小了线路电流，对末端电压有提升作用。

系统还包括：PLC控制子系统；

PLC控制子系统用于根据系统预设的运行参数控制双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA3，双向导通可控硅KA4，双向导通可控硅KA5，双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅KA7，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9，双向导通可控硅Ka10，双向导通可控硅Ka11，双向导通可控硅Ka12，双向导通可控硅Ka13，双向导通可控硅Ka14，双向导通可控硅Ka15，双向导通可控硅Ka16，接触器KM1，接触器KM2，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16的通断。

采用PLC和大功率可控硅进行控制，无机械触点，反应速度20ms。控制范围为±20%，且可由用户选择控制范围，最大可达到±50%。补偿变压器采用改变磁场强度和方向来改变补偿变压器输出电压的大小和方向，达到稳定电压的目的。一个周波内完成电压调节，波形平滑，不产生电压波形变化，可控硅投切采用过零点投切，无涌流产生。

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考即可。

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”、“第三”“第四”等（如果存在）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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

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 (9)

1.一种智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，包括：变压装置，与变压装置输出侧连接的开关组件，与开关组件连接，用于采集配电系统数据信息以及控制开关组件通断的智能采集控制终端；

变压装置包括：变压器，用于调节变压器低压侧输出电压范围的调压单元以及调节变压器额定容量的调容单元；

调容单元包括：设置在变压器高压侧A相绕组线圈的双向导通可控硅KA1、双向导通可控硅KA2、双向导通可控硅KA3、双向导通可控硅KA4、双向导通可控硅KA5、双向导通可控硅KA6、双向导通可控硅KA7、双向导通可控硅KA8，第一A相电阻，第二A相电阻；

设置在变压器低压侧a相绕组线圈的双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10、双向导通可控硅Ka11、双向导通可控硅Ka12、双向导通可控硅Ka13、双向导通可控硅Ka14、双向导通可控硅Ka15、双向导通可控硅Ka16，第一a相电阻Ra1，第二a相电阻Ra2；

A相绕组线圈包括：第一A相绕组线圈段，第二A相绕组线圈段，第三A相绕组线圈段；

第一A相绕组线圈段上设有第一A相绕组抽头，第二A相绕组线圈段上设有第二A相绕组抽头；

a相绕组线圈包括：第一a相绕组线圈段，第二a相绕组线圈段，第三a相绕组线圈段；第二a相绕组线圈段上设有第一a相绕组抽头，第三a相绕组线圈段上设有第二a相绕组抽头；

第一A相绕组线圈段第一端与变压器高压侧A相输入端连接，第一A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA2第一端、双向导通可控硅KA3第一端以及双向导通可控硅KA4第一端连接；双向导通可控硅KA4的第二端与第一A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA1第一端与第一A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA1第二端、双向导通可控硅KA3第二端、第一A相电阻第二端分别与第二A相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅KA2第二端分别与第二A相绕组抽头和双向导通可控硅KA6第一端连接；

第二A相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅KA7第一端、双向导通可控硅KA8第一端以及双向导通可控硅KA5第一端连接；双向导通可控硅KA5的第二端与第二A相电阻第一端连接，双向导通可控硅KA6第一端与第二A相绕组抽头连接，双向导通可控硅KA6第二端、双向导通可控硅KA8第二端、第二A相电阻第二端分别与第三A相绕组线圈段第一端连接；第三A相绕组线圈段第二端和双向导通可控硅KA7第二端分别与变压器高压侧B相输入端连接；

第一a相绕组线圈段第一端和双向导通可控硅Ka15第一端分别与变压器低压侧中性线连接；第一a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka14第一端，双向导通可控硅Ka16第一端，第一a相电阻第一端连接，第一a相电阻第二端与双向导通可控硅Ka13第一端连接，双向导通可控硅Ka13第二端，双向导通可控硅Ka16第二端，双向导通可控硅Ka15第二端分别与第二a相绕组线圈段第一端连接，双向导通可控硅Ka14第二端分别与第一a相绕组抽头和双向导通可控硅Ka10第一端连接；

第二a相绕组线圈段第二端分别与双向导通可控硅Ka9第一端，双向导通可控硅Ka11第一端，第二a相电阻第一端连接，第二a相电阻第二端与双向导通可控硅Ka12第一端连接，双向导通可控硅Ka9第二端与第二a相绕组抽头连接，双向导通可控硅Ka10第二端，双向导通可控硅Ka11第二端，双向导通可控硅Ka12第二端分别与第三a相绕组线圈段第一端连接，第三a相绕组线圈段第二端与变压器低压侧a相输出端连接；

其中，双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅KA7，双向导通可控硅Ka9，双向导通可控硅Ka10，双向导通可控硅Ka14，双向导通可控硅Ka15导通，其他断开，此时线圈匝数最少，每匝电势最高，磁通最大，变压器在最大容量时运行；

当电流为额定电流的2/3时，双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9、双向导通可控硅Ka10, 双向导通可控硅Ka16导通，其他断开，此时线圈匝数增加，每匝电势减小，磁通减小，变压器在额定容量2/3运行，减小空载损耗；

当电流为额定电流的1/3时，双向导通可控硅KA3，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka11，双向导通可控硅Ka16导通，其他断开，此时线圈匝数最多，每匝电势最小，磁通最小，变压器在额定容量的1/3运行，空载损耗最小。

2.根据权利要求1所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

调容单元还包括：设置在变压器高压侧B相绕组线圈的双向导通可控硅KB1、双向导通可控硅KB2、双向导通可控硅KB3、双向导通可控硅KB4、双向导通可控硅KB5、双向导通可控硅KB6、双向导通可控硅KB7、双向导通可控硅KB8，第一B相电阻，第二B相电阻；

设置在变压器低压侧b相绕组线圈的双向导通可控硅Kb9、双向导通可控硅Kb10、双向导通可控硅Kb11、双向导通可控硅Kb12、双向导通可控硅Kb13、双向导通可控硅Kb14、双向导通可控硅Kb15、双向导通可控硅Kb16，第一b相电阻Rb1，第二b相电阻Rb2；

B相绕组线圈包括：第一B相绕组线圈段，第二B相绕组线圈段，第三B相绕组线圈段；

第一B相绕组线圈段上设有第一B相绕组抽头，第二B相绕组线圈段上设有第二B相绕组抽头；

b相绕组线圈包括：第一b相绕组线圈段，第二b相绕组线圈段，第三b相绕组线圈段；第二b相绕组线圈段上设有第一b相绕组抽头，第三b相绕组线圈段上设有第二b相绕组抽头。

3.根据权利要求1所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

调容单元还包括：设置在变压器高压侧C相绕组线圈的双向导通可控硅KC1、双向导通可控硅KC2、双向导通可控硅KC3、双向导通可控硅KC4、双向导通可控硅KC5、双向导通可控硅KC6、双向导通可控硅KC7、双向导通可控硅KC8，第一C相电阻，第二C相电阻；

设置在变压器低压侧c相绕组线圈的双向导通可控硅Kc9、双向导通可控硅Kc10、双向导通可控硅Kc11、双向导通可控硅Kc12、双向导通可控硅Kc13、双向导通可控硅Kc14、双向导通可控硅Kc15、双向导通可控硅Kc16，第一c相电阻Rc1，第二c相电阻Rc2；

C相绕组线圈包括：第一C相绕组线圈段，第二C相绕组线圈段，第三C相绕组线圈段；

第一C相绕组线圈段上设有第一C相绕组抽头，第二C相绕组线圈段上设有第二C相绕组抽头；

c相绕组线圈包括：第一c相绕组线圈段，第二c相绕组线圈段，第三c相绕组线圈段；第二c相绕组线圈段上设有第一c相绕组抽头，第三c相绕组线圈段上设有第二c相绕组抽头。

4.根据权利要求1所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

调压单元包括：接触器KM1，接触器KM2，分别设置在变压器低压侧三相绕组上的电压补偿变压装置；

电压补偿变压装置包括：补偿变压器；双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16；

补偿变压器一次侧为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端连接，双向导通可控硅K13第二端和双向导通可控硅K15第二端分别与中性线连接。

5.根据权利要求4所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

在变压器低压侧三相绕组上设有多个电压补偿变压装置，电压补偿变压装置与电压补偿变压装置之间采用串联方式连接。

6.根据权利要求4所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

变压器低压侧线路上设有计量单元，计量单元包括：电流互感器，电压互感器，功率因数测量仪；

智能采集控制终端采集的配电系统数据信息包括电流、电压、功率因数、三相不平衡率、容量、空载损耗、负载损耗、开关状态参数、系统故障信息，智能采集控制终端还用于与主控室数据通信传输；

开关组件采用永磁真空开关，开关组件根据智能采集控制终端发出的控制指令执行通断动作。

7.根据权利要求6所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

变压器低压侧线路上还设有电能质量单元，电能质量单元设置在开关组件的输出端与用户端之间；电能质量单元采用配网电能质量综合补偿器，配网电能质量综合补偿器包括：无功补偿器、有源滤波器、零线分流器。

8.根据权利要求6所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

还包括：PLC控制子系统；

PLC控制子系统用于根据系统预设的运行参数控制双向导通可控硅KA1，双向导通可控硅KA2，双向导通可控硅KA3，双向导通可控硅KA4，双向导通可控硅KA5，双向导通可控硅KA6，双向导通可控硅KA7，双向导通可控硅KA8，双向导通可控硅Ka9，双向导通可控硅Ka10，双向导通可控硅Ka11，双向导通可控硅Ka12，双向导通可控硅Ka13，双向导通可控硅Ka14，双向导通可控硅Ka15，双向导通可控硅Ka16，接触器KM1，接触器KM2，双向导通可控硅K13，双向导通可控硅K14，双向导通可控硅K15，双向导通可控硅K16的通断。

9.根据权利要求4所述的智能型宽幅调容调压配电系统，其特征在于，

调压单元包括两个电压补偿变压装置；

第二电压补偿变压装置包括：第二补偿变压器，双向导通可控硅K17，双向导通可控硅K18，双向导通可控硅K19，双向导通可控硅K20；

补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组分别为变压器低压侧单相绕组，补偿变压器一次侧绕组与第二补偿变压器一次侧绕组串联连接；

补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K13第一端，双向导通可控硅K14第一端连接，补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K15第一端，双向导通可控硅K16第一端连接，接触器KM1常开触点第一端与接触器KM2常开触点第一端连接，接触器KM2常开触点第二端与变压器低压侧单相绕组连接，接触器KM1常开触点第二端分别与双向导通可控硅K14第二端，双向导通可控硅K16第二端，双向导通可控硅K18第二端，双向导通可控硅K20第二端连接；

第二补偿变压器二次侧第一端分别与双向导通可控硅K17第一端和双向导通可控硅K18第一端连接，第二补偿变压器二次侧第二端分别与双向导通可控硅K19第一端和双向导通可控硅K20第一端连接；

双向导通可控硅K13第二端，双向导通可控硅K15第二端，双向导通可控硅K17第二端，双向导通可控硅K19第二端分别与中性线连接。