CN111313426A

CN111313426A - 台区负荷平衡有载调压装置及方法

Info

Publication number: CN111313426A
Application number: CN202010050222.XA
Authority: CN
Inventors: 曾树涛; 许安玖; 郑凌月; 母继元
Original assignee: Shenzhen Sipu Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sipu Technology Co Ltd
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-06-19

Abstract

本发明提供了一种台区负荷平衡有载调压装置及方法，装置包括变压器、换相开关、主控器、有载调压装置，变压器具有至少一条支路，在每条支路的末端部署一台换相开关，每台换相开关采集其部署点的电参数信息；主控器接收每台换相开关部署点的电参数信息及变压器输出的电参数信息，主控器将每台换相开关部署点的电参数信息与变压器输出的电参数信息进行比较并生成换相指令和/或调档指令，换相开关根据换相指令换相，有载调压装置根据调档指令调节变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压。本发明提供的台区负荷平衡有载调压装置及方法，适用于供电半径过长、三相不平衡较严重的台区，对其进行综合性的治理。

Description

台区负荷平衡有载调压装置及方法

技术领域

本发明涉及供电配电技术领域，具体而言，涉及一种台区负荷平衡有载调压装置及方法。

背景技术

本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

目前，低压供电台区的电能质量较低的主要是因为末端电压低、故障停跳闸等；其中，末端电压低是制约电能优质供给的重要因素，其表现为：当用电负荷较低时，末端电压低的问题相对来说并不突出，当整个台区负荷较重时，如夏季用电高峰期，末端电压低问题表现较为突出。末端电压过低会导致用户用电设备无法启动或烧毁，严重影响用电体验，是用电用户投诉的主要原因。

引起末端电压降低主要原因包括：供电半径过长、三相不平衡严重、台区功率因数过低、以及变压器内阻抗过大。针对上述原因，现有技术中给出了一些应对末端电压低的对策，其中包括：增加变压器数量、减小供电半径，通过技术手段动态调整负荷、减小中性线电流，增加补偿装置提高功率因数，采用非铜包铝线材变压器替换现有变压器、增加变压器容量等。但是，上述对策存在着较多问题，例如，受制于安装场地、10KV线路改造难度大、改造费用高昂等。

为了解决这些普遍问题，本发明提出了一种台区负荷平衡有载调压装置及方法，适用于供电半径过长、三相不平衡较严重的台区，对其进行综合性的治理。

发明内容

本发明提供了一种台区负荷平衡有载调压装置及方法，适用于供电半径过长、三相不平衡较严重的台区，对其进行综合性的治理。

本发明的实施例提供了一种台区负荷平衡有载调压装置，包括：变压器，变压器具有至少一条支路；至少一台换相开关，在每条支路的末端部署一台换相开关，每台换相开关采集其部署点的电参数信息；主控器，主控器接收每台换相开关部署点的电参数信息及变压器输出的电参数信息，主控器将每台换相开关部署点的电参数信息与变压器输出的电参数信息进行比较并生成换相指令和/或调档指令，换相开关根据换相指令换相；有载调压装置，有载调压装置根据调档指令调节变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压。

优选地，电参数信息为电流值和/或电压值。

优选地，换相开关采集的电参数信息以电力载波通信方式或无线通信方式传输至主控器。

优选地，变压器的绕组引出若干分接头，每个分接头使得绕组接入的有效匝数不同，有载调压装置根据调档指令选择适宜的分接头，绕组接入的有效匝数改变实现调压。

优选地，有载调压装置通过转换开关选择适宜的分接头。

优选地，有载调压装置通过复合开关选择适宜的分接头，其中，复合开关由至少多组子开关并联组成，子开关由双向可控硅与交流接触器电连接组成。

优选地，有载调压装置根据调档指令调节变压器副边绕组接入的有效匝数进行变压器调压。

优选地，台区负荷平衡有载调压装置还包括后台模块及报警模块，后台模块接收变压器、换相开关、主控器、有载调压装置的运行参数并记录、下发，报警模块根据运行参数判断变压器、换相开关、主控器、有载调压装置是否出现故障，若出现故障则发出警报。

本发明的实施例还提供了一种台区负荷平衡有载调压方法，包括如下步骤：在变压器的每条支路的末端部署一台换相开关，换相开关采集其部署点的电参数信息；主控器接收每台换相开关部署点的电参数信息及变压器输出的电参数信息，主控器将每台换相开关部署点的电参数信息与变压器输出的电参数信息进行比较并生成换相指令；换相开关根据换相指令调整至三相负荷均衡状态；某相末端电压为F，换相开关调整至三相负荷均衡状态后，若F≥A或F≤B，则主控器生成调档指令，有载调压装置根据调档指令调节变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压，其中A≥235V，B≤200V。

优选地，若F≥A，则主控器生成调档指令，有载调压装置根据调档指令减少变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压；或F≤B，则主控器生成调档指令，有载调压装置根据调档指令增加变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压。

本发明提供的台区负荷平衡有载调压装置及方法，通过在每条支路的末端部署换相开关采集支路末端的电参数信息，并将采集到的电参数信息传递至主控器，主控器根据电参数信息生成换相指令及调档指令，换相开关根据换相指令换相，有载调压装置根据调档指令调节变压器进行调压。本发明提供的台区负荷平衡有载调压装置及方法，适用于供电半径过长、三相不平衡较严重的台区，对其进行综合性的治理。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例的结构图；

图2是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中的复合开关连接关系图；

图3是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第二优选实施例中的转换开关连接关系图；

图4是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中的副边绕组分接头与复合开关的连接关系图；

图5是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例的调压时序控制示意图；

图6是本说明书台区负荷平衡有载调压方法的优选实施例的流程图；

图7是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例的主要元器件览表。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下述讨论提供了本发明的多个实施例。虽然每个实施例代表了发明的单一组合，但是本发明不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本发明也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含A、B、C，另一个实施例包含B和D的组合，那么本发明也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

图1是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例的结构图，如图1所示，本发明台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例包括：变压器1，变压器1具有至少一条支路2；至少一台换相开关3，在每条支路2的末端部署一台换相开关3，每台换相开关3采集其部署点的电参数信息；主控器4，主控器4接收每台换相开关3部署点的电参数信息及变压器1输出的电参数信息，主控器4将每台换相开关3部署点的电参数信息与变压器1输出的电参数信息进行比较并生成换相指令和/或调档指令，换相开关3根据换相指令换相；有载调压装置5，有载调压装置5根据调档指令调节变压器1的绕组接入的有效匝数进行调压。主控器4根据每台换相开关部署点的电参数信息及变压器1输出的电参数信息生成换相指令及调档指令，换相开关3根据换相指令换相，有载调压装置5根据调档指令进行变压器调压；本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例形成了一个在台变范围内的小区域电参数采集网络，可通过根据换相指令调整三相负荷均衡、根据调档指令进行变压器调压、以及换相指令调整三相负荷均衡配合根据调档指令进行变压器调压的方式进行调压，适用于供电半径过长、三相不平衡较严重的台区，对其进行综合性的治理。

本发明台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中，电参数信息为电流值和/或电压值，其中电流值包括零线电流值。上述参数获得较为便捷，同时可以较好的反应电能供应质量。主控器4同时采集变压器1出口处低压侧三相电压、电流，具备GPRS、LORA无线和RS485通信端口。

本发明台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中，换相开关3采集的电参数信息以电力载波通信方式或无线通信方式传输至主控器4。电力载波通信方式利用电力线将电参数信息传递至主控器4，节省数据传输成本；无线通讯方式的传输成本较低，同时数据传输较为稳定。

本发明台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中，变压器1的绕组引出若干分接头6，每个分接头6使得绕组接入的有效匝数不同，有载调压装置5根据调档指令选择适宜的分接头6，绕组接入的有效匝数改变实现调压。有载调压装置5完成不断自动调节选择变压器绕组分接头6进行接入，完成了一个完整的闭环反馈调压系统。其中，主控器4通过RS485通信向有载调压装置5发出调档指令，有载调压装置5通过控制变压器绕组的分接头6完成调压。

图2是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中的复合开关连接关系图；如图1及图2所示，有载调压装置5通过复合开关选择适宜的分接头6，复合开关由至少多组子开关并联组成，子开关由双向可控硅8与交流接触器9电连接组成，每组子开关与变压器1绕组的一个分接头6相连，通过选择接通不同的子开关实现调压。

图3是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第二优选实施例中的转换开关连接关系图；如图1及图3所示，有载调压装置5通过转换开关7选择适宜的分接头6，通过机械开关的接头连接变压器绕组的不同分接头6实现调压。

图4是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中的副边绕组分接头6与复合开关的连接关系图；如图4所示，有载调压装置5根据调档指令调节变压器副边绕组接入的有效匝数进行变压器调压。相对于调节变压器1的原边绕组，调压时若变压器为星-角接法变压器，无法实现各相独立调压，而采用调节变压器副边绕组调压方式，可以实现各相独立调压；另外，调节变压器原边绕组的调压方式需要采用耐压值较高的开关器件，调节变压器副边绕组的调压方式由于电压等级较低，可以采用低耐压值的功率型电力电子器件，成本也较低。

图5是本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例的调压时序控制示意图；如图4及图5所示，以副边调压型换挡为例阐述换挡时可控硅触发信号的控制顺序有载调压的换挡过程，变压器A相副边调压，C档升A档的过程，在A相正半周时，终止C档触发信号，由于双向可控硅8为半控型器件，其两端电压不等于零时，仍维持导通；到达过零点时，立即送出A档触发信号，此时由于C档双向可控硅8两端电压为零，C档双向可控硅8截止，越过过零点后，由于触发信号的存在，A档双向可控硅8立即导通。由于A档与C档的分接头6对应的有效匝数不同，变压器1输出电压立即提高，由此完成了换挡过程。换挡过程中无机械触电参与，无拉弧产生，实现了无涌流的换挡过程。

本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例中，台区负荷平衡有载调压装置还包括后台模块及报警模块，后台模块接收变压器1、换相开关3、主控器4、有载调压装置5的运行参数并记录、下发，报警模块根据运行参数判断变压器1、换相开关3、主控器4、有载调压装置5是否出现故障，若出现故障则发出警报。本说明书台区负荷平衡有载调压装置的第一优选实施例可全面提高低压台区的自动化程度，提升供电电能质量，降低线损及用户投诉率，使智能化低压配电台区的管理水平得到极大的提升。

本发明的实施例还提供了一种台区负荷平衡有载调压方法，包括如下步骤：

步骤S01：在变压器1的每条支路2的末端部署一台换相开关3，换相开关3采集其部署点的电参数信息；

步骤S02：主控器4接收每台换相开关3部署点的电参数信息及变压器1输出的电参数信息，主控器4将每台换相开关3部署点的电参数信息与变压器1输出的电参数信息进行比较并生成换相指令；

步骤S03：换相开关3根据换相指令调整至三相负荷均衡状态；

步骤S04：某相末端电压为F，换相开关3调整至三相负荷均衡状态后，若F≥A或F≤B，则主控器4生成调档指令，有载调压装置5根据调档指令调节变压器1绕组接入的有效匝数进行变压器1调压，其中A≥235V，B≤200V。

将目前安装的换相开关3智能的调整到三相负荷均衡状态，此时中性线的电流最小，由于三相负荷趋于平衡，末端电压得以相应的提高。当某相末端电压仍不满足条件时，有载调压装置5接收到主控器4发来的调档指令，通过控制变压器1的绕组分接头6可控硅的触发信号，控制换挡完成。

本台区负荷平衡有载调压方法的优选实施例中，若F≥A，则主控器4生成调档指令，有载调压装置5根据调档指令减少变压器1绕组接入的有效匝数进行变压器1调压；或F≤B，则主控器4生成调档指令，有载调压装置5根据调档指令增加变压器1绕组接入的有效匝数进行变压器1调压。例如：当负荷平衡后若某相末端电压还低于198V，如果此时变压器1该相分接头6尚未调至最高输出电压档，主控器4向有载调压装置5发出上调该相一档分接头6的指令；当负荷平衡后若某相末端电压还高于235.4V，如果此时变压器1该相分接头6尚未调至最低输出电压档，主控器4向有载调压装置5发出下调一档该相分接头6的指令。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，包括：

变压器，所述变压器具有至少一条支路；

至少一台换相开关，在每条所述支路的末端部署一台所述换相开关，每台所述换相开关采集其部署点的电参数信息；

主控器，所述主控器接收每台换相开关部署点的电参数信息及变压器输出的电参数信息，所述主控器将每台换相开关部署点的电参数信息与变压器输出的电参数信息进行比较并生成换相指令和/或调档指令，所述换相开关根据所述换相指令换相；

有载调压装置，所述有载调压装置根据所述调档指令调节变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压。

2.根据权利要求1所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述电参数信息为电流值和/或电压值。

3.根据权利要求1所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述换相开关采集的电参数信息以电力载波通信方式或无线通信方式传输至所述主控器。

4.根据权利要求1所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述变压器的绕组引出若干分接头，每个所述分接头使得所述绕组接入的有效匝数不同，所述有载调压装置根据所述调档指令选择适宜的分接头，所述绕组接入的有效匝数改变实现调压。

5.根据权利要求4所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述有载调压装置通过转换开关选择适宜的分接头。

6.根据权利要求4所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述有载调压装置通过复合开关选择适宜的分接头，其中，所述复合开关由至少多组子开关并联组成，所述子开关由双向可控硅与交流接触器电连接组成。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，所述有载调压装置根据所述调档指令调节变压器副边绕组接入的有效匝数进行变压器调压。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的台区负荷平衡有载调压装置，其特征在于，台区负荷平衡有载调压装置还包括后台模块及报警模块，所述后台模块接收所述变压器、所述换相开关、所述主控器、所述有载调压装置的运行参数并记录、下发，所述报警模块根据所述运行参数判断所述变压器、所述换相开关、所述主控器、所述有载调压装置是否出现故障，若出现故障则发出警报。

9.一种台区负荷平衡有载调压方法，其特征在于，包括如下步骤：

在变压器的每条支路的末端部署一台换相开关，所述换相开关采集其部署点的电参数信息；

主控器接收每台换相开关部署点的电参数信息及变压器输出的电参数信息，所述主控器将每台换相开关部署点的电参数信息与变压器输出的电参数信息进行比较并生成换相指令；

所述换相开关根据所述换相指令调整至三相负荷均衡状态；

某相末端电压为F，所述换相开关调整至三相负荷均衡状态后，若F≥A或F≤B，则所述主控器生成调档指令，有载调压装置根据所述调档指令调节变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压，其中A≥235V，B≤200V。

10.根据权利要求9所述的台区负荷平衡有载调压方法，其特征在于：

若F≥A，则所述主控器生成调档指令，所述有载调压装置根据所述调档指令减少变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压；

或F≤B，则所述主控器生成调档指令，所述有载调压装置根据所述调档指令增加变压器绕组接入的有效匝数进行变压器调压。