CN111026216A - 一种站用变自动调压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力调压技术领域，具体涉及一种站用变自动调压装置，适用于变电站，所述的调压装置包括与站用变连接的进行电压信息采样的采样及存储单元，所述的采样及存储单元通过采样电路对站用变本体电压输出端的输出电压采样，并将信息传送给处理单元，处理单元将信息传递给控制单元，控制单元对接收的信息与设定的电压基准值参数量进行比较，当输出电压不在所述电压基准值范围内时，控制单元控制有载分接开关驱动模块进行驱动电机做正反转运动来实现开关档位的升降。该装置实现站用变自动、快速、准确调压。
Description
技术领域
本发明属于电力调压技术领域，具体涉及一种站用变自动调压装置。
背景技术
站用变是一座变电站的重要组成部分。它提供变电站内的生产、生活用电；为站内的设备提供交流电，如保护屏、高压开关柜内的储能电机、SF6开关储能等；同时也为站内直流系统供电。由于系统运行方式、主变参数、主变调压方式及主变低压侧无功补偿投切容量等因素，站用变电压会发生波动，严重时，会影响站内低压电气设备的正常运行。现有的500kV变电站站用变大多采用人工有载调压的方式，此种方式不具有实时性，存在人为误操作风险，不能实现站用变电压自动、快速、准确调节。
随着变电站无人值班模式的推进，对变电站智能化、信息化、自动化程度提出了越来越高的要求。目前站用变的调压方式仍为人工调节，实时性、精度不高，电压波动较大，且存在人为操作安全风险，从而影响电网的安全稳定。
公开号为CN109510210A的专利文献公开了一种三相配电线路自动调压装置，该三相配电线路自动调压装置包括依次串联在配电线路中的电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关、调压控制器、三相隔离开关；三相有载分接开关的输出端还与三相自耦变压器的输出侧连接，调压控制器的输入端还与三相自耦变压器的输出侧连接；调压控制器的输出端还与三相无功补偿模块相连接，三相无功补偿模块中的每个单相无功补偿单元均连接于配电线路上对应相位的母线与零线之间；调压控制器还连接有GPRS通信模块。该调压装置仅能够扩大配电线路调压范围，实现分相调压、无功补偿，还能够进行远程监控。
公开号为CN 108488451 A公开了一种自动调压装置，包括：上壳体和下壳体，上壳体的底端固定连接有卡条，下壳体的顶端开设有卡槽，卡条与卡槽镶嵌连 接，上壳体与下壳体两侧的正对处穿插连接有螺栓，螺栓的底部螺纹连接有螺母，上壳体顶端的两侧均穿插连接有出气管，上壳体内部的顶端固定连接有两个伸缩杆，两个伸缩杆之间设有与上壳体固定连接的套筒，套筒的底端固定连接有弹簧，弹簧的底端固定连接有固定板，伸缩杆的伸缩端传动连接于固定板的顶端，下壳体的底端穿插连接有进气管。该调压装置为纯机械结构的调压装置适用于气体进行调压的设备，不适用于电力方面的调压，不能满足电力系统调压的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种站用变自动调压装置，该装置通过电压互感器和信号调理电路经A/D转换把采集的电压模拟信号转换成相应的数字量，然后与设定的参数进行比较，经单片机判断后控制有载分接开关驱动机构进行相应的电压调整，实现站用变自动、快速、准确调压。
本发明的技术方案是：
一种站用变自动调压装置，适用于变电站，所述的调压装置包括与站用变连接的进行电压信息采样的采样及存储单元，所述的采样及存储单元通过采样电路对站用变本体电压输出端的输出电压采样，并将信息传送给处理单元，处理单元将信息传递给控制单元，控制单元对接收的信息与设定的电压基准值参数量进行比较，当输出电压不在所述电压基准值范围内时，控制单元控制有载分接开关驱动模块进行驱动电机做正反转运动来实现开关档位的升降。
所述的处理单元包括A/D转换，所述的A/D转换把所接收到的电压信号模拟量转换为数字量。
所述的控制单元包括PIC单片机，所述的PIC单片机将接收的电压信号的数字量与设定的电压基准值参数量通过PIC单片机编程进行大小比较。
所述的驱动模块包括驱动电路及与驱动电路连接的电机，电机与有载分接开关相连接，所述的有载分接开关与站用变本体连接，所述的站用变本体与电压互感器连接，站用变本体的输出电压经电压互感器变换电压处理之后与采样及存储单元连接，根据PLC单片机进行电压基准值比较的结果启动驱动电路，并对电机进行驱动动作，进而进行控制档位升降。
具体的，还包括光电隔离模块，所述的光电隔离模块包括开关位置检测电路，所述的光电隔离与PIC单片机连接，并从PIC单片机接收到电压输出端的电压信号实现开关位置的检测。
具体的，所述的采样电路包括与变压器连接的电阻R1和电容C，所述的电阻R1和电容C串联于变压器的次级线圈的两端，所述的电容C一端接地，所述的电阻R1和电容C的连接端与R2一端连接，所述的R2另一端分两路，一路直接连接放大器U1的正极输入端；另一路与电阻R7串联连接，电阻R7与放大器的输出端连接，所述的放大器U1负极输入端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端接地；所述的放大器U1的正极输入端与输出端之间并联连接二极管D1，二极管D1的阳极与放大器U1的输出端连接，二极管D1的阴极与放大器U1的输入端连接，所述的放大器U1的输出端还连接二极管D2的阴极，所述的二极管D2的阳极连接电阻R4，所述的电阻R4的另一端连接放大器U2的正极输入端，所述放大器U2的负极输入端通过电阻R5接地，所述的放大器U2的正极输入端与输出端之间并联连接有电阻R6，所述的放大器U2的输出端通过稳压二极管D3接地，所述的稳压二极管D3的阳极接地，阴极与稳压二极管D3的输出端连接。
具体的，所述的开关位置检测电路包括光敏晶体管和发光二极管D4，所述的光敏晶体管与发光二极管D4耦合，所述的光敏晶体管的正极输入端与PIC单片机连接，所述的光敏晶体管的正极输入端与电阻R8连接，电阻R8与5V电源连接，所述的光敏晶体管的负极输入端接地，所述的发光二极管D4的阳极与电阻R9一端连接，电阻R9另一端通过开关S连接24V电源，所述的发光二极管D4的阴极接地。
具体的，所述的驱动电路包括分别与PIC单片机连接的电阻R10和电阻R11，所述的电阻R10另一端连接三极管VT1的基极，所述的三极管VT1的发射极接地，所述的三极管VT1的集电极连接继电器K2，所述的继电器K2的另一端连接正6V电源，所述的继电器K2的两端并联连接有二极管D5，所述的二极管D5的阴极与正6V电源连接；所述的电阻R11另一端连接三极管VT2的基极，所述的三极管VT2发射极接地，所述的三极管VT2集电极连接继电器K1，所述的继电器K1的另一端连接正6V电源，所述的继电器K1的两端并联连接有二极管D6，所述的二极管D6的阴极与正6V电源连接。
电压是衡量电能质量的一个重要指标，保证电压接近额定值时电力系统运行调整的重要任务之一，这是由于各种用电设备都有按额定电压设计制造的，电压偏移过大不仅对用户的正常工作产生不利影响，还可使网络损耗增大，甚至危及系统运行的稳定性，经研究结构表明，造成电压质量下降的主要原因是系统无功功率不足或者无功功率分布不合理，所以电压调整问题主要是无功功率分布问题与无功功率的补偿。作为变电站调压的主要手段，一般都采用有载调压变压器和补偿电容器，有载调压变压器可以在带负荷条件下切换分接头，从而改变变压器的变比，可以起到调整电压降低损耗的作用；无功功率补偿，可改变网络中的无功潮流分布、改善功率因数、减少网络损耗和电压损耗，从而改善用户电压质量。现有技术中利用有载调压变压器分接头进行调压时，调压措施本身不产生无功功率，因此整个系统无功不足的情况下不可能用这种方法来提高全系统的电压水平。
由于站用变在变电站中的重要地位，应对其进行重点保护。在有载调节分接开关时，由于会出现短时间的匝间短路产生电弧，一方面会对分解开关的机械和电气性能产生影响，另一方面也影响变压器油的性能。所以在控制策略上应尽可能使得调节快速准确。
本发明的有益效果是：本调压装置为自动、快速、准确、安全的站用变调压装置。它涉及控制功能强、功耗低、扩展灵活、基于单片机技术的站用变交流系统调压装置，包括有载调压开关、单片机和驱动电路，本发明提供的调压装置通过电压互感器和信号调理电路经A/D转换把采集的电压模拟信号转换成相应的数字量，然后与设定的参数进行比较，经单片机判断后控制有载分接开关驱动机构进行相应的电压调整，实现站用变自动、快速、准确调压。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图；
图2是电压采样电路示意图；
图3是开关位置检测电路示意图；
图4是驱动电路示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行详细的描述。
实施例1
如图1所示为本实施例提供的一种站用变自动调压装置的原理结构示意图，适用于变电站，所述的调压装置包括与站用变连接的进行电压信息采样的采样及存储单元，所述的采样及存储单元通过采样电路对站用变本体电压输出端的输出电压采样，并将信息传送给处理单元，处理单元将信息传递给控制单元，控制单元对接收的信息与设定的电压基准值参数量A进行比较，当输出电压不在所述电压基准值范围内时，控制单元控制有载分接开关驱动模块进行驱动电机做正反转运动来实现开关档位的升降。
所述的处理单元包括A/D转换，所述的A/D转换把所接收到的电压信号模拟量转换为数字量。
所述的控制单元包括PIC单片机，所述的PIC单片机将接收的电压信号的数字量与设定的电压基准值参数量通过PIC单片机编程进行大小比较。
本实施例提供的驱动模块包括驱动电路及与驱动电路连接的电机，电机与有载分接开关相连接，所述的有载分接开关与站用变本体连接，所述的站用变本体与电压互感器连接，站用变本体的输出电压经电压互感器变换电压处理之后与采样及存储单元连接，根据PLC单片机进行电压基准值比较的结果启动驱动电路，并对电机进行驱动动作，进而进行控制档位升降。
本实施例提供的调压装置还包括光电隔离模块，所述的光电隔离模块包括开关位置检测电路，所述的光电隔离与PIC单片机连接，并从PIC单片机接收到电压输出端的电压信号实现开关位置的检测。
所述的采样电路包括与变压器连接的电阻R1和电容C，如图2所示，所述的电阻R1和电容C串联于变压器的次级线圈的两端，所述的电容C一端接地，所述的电阻R1和电容C的连接端与R2一端连接，所述的R2另一端分两路，一路直接连接放大器U1的正极输入端；另一路与电阻R7串联连接，电阻R7与放大器的输出端连接，所述的放大器U1负极输入端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端接地；所述的放大器U1的正极输入端与输出端之间并联连接二极管D1，二极管D1的阳极与放大器U1的输出端连接，二极管D1的阴极与放大器U1的输入端连接，所述的放大器U1的输出端还连接二极管D2的阴极，所述的二极管D2的阳极连接电阻R4，所述的电阻R4的另一端连接放大器U2的正极输入端，所述放大器U2的负极输入端通过电阻R5接地，所述的放大器U2的正极输入端与输出端之间并联连接有电阻R6，所述的放大器U2的输出端通过稳压二极管D3接地，所述的稳压二极管D3的阳极接地，阴极与稳压二极管D3的输出端连接。
实施例2
与实施例不同的是本实施例提供的调压装置中开关位置检测电路包括光敏晶体管和发光二极管D4，如图3所示，所述的光敏晶体管与发光二极管D4耦合，所述的光敏晶体管的正极输入端与PIC单片机连接，所述的光敏晶体管的正极输入端与电阻R8连接，电阻R8与5V电源连接，所述的光敏晶体管的负极输入端接地，所述的发光二极管D4的阳极与电阻R9一端连接，电阻R9另一端通过开关S连接24V电源，所述的发光二极管D4的阴极接地。若发光二极管D4有信号输入，它就输出与电流大小成正比的光通量，光敏晶体管把光通量变成电流，由于采用了光的耦合，完全隔离了光路和电路两个电路间的联系。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于本实施例提供的调压装置中的驱动电路包括分别与PIC单片机连接的电阻R10和电阻R11，如图4所示，所述的电阻R10另一端连接三极管VT1的基极，所述的三极管VT1的发射极接地，所述的三极管VT1的集电极连接继电器K2，所述的继电器K2的另一端连接正6V电源，所述的继电器K2的两端并联连接有二极管D5，所述的二极管D5的阴极与正6V电源连接；所述的电阻R11另一端连接三极管VT2的基极，所述的三极管VT2发射极接地，所述的三极管VT2集电极连接继电器K1，所述的继电器K1的另一端连接正6V电源，所述的继电器K1的两端并联连接有二极管D6，所述的二极管D6的阴极与正6V电源连接。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种站用变自动调压装置，适用于变电站，其特征在于，所述的调压装置包括与站用变连接的进行电压信息采样的采样及存储单元，所述的采样及存储单元通过采样电路对站用变本体电压输出端的输出电压采样，并将信息传送给处理单元，处理单元将信息传递给控制单元，控制单元对接收的信息与设定的电压基准值参数量进行比较，当输出电压不在所述电压基准值范围内时，控制单元控制有载分接开关驱动模块进行驱动电机做正反转运动来实现开关档位的升降；
所述的处理单元包括A/D转换，所述的A/D转换把所接收到的电压信号模拟量转换为数字量；
所述的控制单元包括PIC单片机，所述的PIC单片机将接收的电压信号的数字量与设定的电压基准值参数量通过PIC单片机编程进行大小比较；
所述的驱动模块包括驱动电路及与驱动电路连接的电机，电机与有载分接开关相连接，所述的有载分接开关与站用变本体连接，所述的站用变本体与电压互感器连接，站用变本体的输出电压经电压互感器变换电压处理之后与采样及存储单元连接，根据PLC单片机进行电压基准值比较的结果启动驱动电路，并对电机进行驱动动作，进而进行控制档位升降。
2.根据权利要求1所述站用变自动调压装置，其特征在于，还包括光电隔离模块，所述的光电隔离模块包括开关位置检测电路，所述的光电隔离与PIC单片机连接，并从PIC单片机接收到电压输出端的电压信号实现开关位置的检测。
3.根据权利要求1所述站用变自动调压装置，其特征在于，所述的采样电路包括与变压器连接的电阻R1和电容C，所述的电阻R1和电容C串联于变压器的次级线圈的两端，所述的电容C一端接地，所述的电阻R1和电容C的连接端与R2一端连接，所述的R2另一端分两路，一路直接连接放大器U1的正极输入端；另一路与电阻R7串联连接，电阻R7与放大器的输出端连接，所述的放大器U1负极输入端与电阻R3一端连接，电阻R3另一端接地；所述的放大器U1的正极输入端与输出端之间并联连接二极管D1，二极管D1的阳极与放大器U1的输出端连接，二极管D1的阴极与放大器U1的输入端连接，所述的放大器U1的输出端还连接二极管D2的阴极，所述的二极管D2的阳极连接电阻R4，所述的电阻R4的另一端连接放大器U2的正极输入端，所述放大器U2的负极输入端通过电阻R5接地，所述的放大器U2的正极输入端与输出端之间并联连接有电阻R6，所述的放大器U2的输出端通过稳压二极管D3接地，所述的稳压二极管D3的阳极接地，阴极与稳压二极管D3的输出端连接。
4.根据权利要求2所述站用变自动调压装置，其特征在于，所述的开关位置检测电路包括光敏晶体管和发光二极管D4，所述的光敏晶体管与发光二极管D4耦合，所述的光敏晶体管的正极输入端与PIC单片机连接，所述的光敏晶体管的正极输入端与电阻R8连接，电阻R8与5V电源连接，所述的光敏晶体管的负极输入端接地，所述的发光二极管D4的阳极与电阻R9一端连接，电阻R9另一端通过开关S连接24V电源，所述的发光二极管D4的阴极接地。
5.根据权利要求1所述站用变自动调压装置，其特征在于，所述的驱动电路包括分别与PIC单片机连接的电阻R10和电阻R11，所述的电阻R10另一端连接三极管VT1的基极，所述的三极管VT1的发射极接地，所述的三极管VT1的集电极连接继电器K2，所述的继电器K2的另一端连接正6V电源，所述的继电器K2的两端并联连接有二极管D5，所述的二极管D5的阴极与正6V电源连接；所述的电阻R11另一端连接三极管VT2的基极，所述的三极管VT2发射极接地，所述的三极管VT2集电极连接继电器K1，所述的继电器K1的另一端连接正6V电源，所述的继电器K1的两端并联连接有二极管D6，所述的二极管D6的阴极与正6V电源连接。
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