CN112670069A - 调压变压器及其调压方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调压变压器及其调压方法。该调压变压器包括变压器主体、调压装置和控制装置；控制装置用于获取线路上的电压，在线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高，使线路末端的电压值升高至合格；在线路首端的电压值小于预设调压范围中的电压上限时，继续控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使所述线路首端及所述线路末端的电压值升高；在线路首端的电压值等于预设调压范围中的电压上限时，控制调压装置停止对变压器主体的输出电压进行调节。本发明的技术方案，改善了配变台区中线路末端电压过低的现象，实现了自动调压。

Description

调压变压器及其调压方法

技术领域

本发明涉及变压器调压技术，尤其涉及一种调压变压器及其调压方法。

背景技术

目前，配变台区中普遍存在线路末端电压过低的现象，产生低电压现象的原因大多为：线径较小、迂回供电、供电半径长以及线路布局不合理等，从而导致变压器低压线路末端电压过低，用户电器设备不能正常使用，引起用户投诉。

现有技术一般仅根据国标规定的供电电压偏差允许值来设定变压器的调压范围，即根据国标规定设置固定的调压上限和调压下限。线路首端或者线路中的任何一处的电压超过调压上限，则认为电压偏高不合格，需要调低电压；由于上述产生低电压的原因普遍存在，即使线路首端的电压达到调压上限，线路末端的电压也经常低于调压下限；若继续降低线路首端的电压，则线路末端则会出现新的低电压，并且该电压比原来的低电压更低；因此，将线路首端电压合格的上限定为国标规定的调压上限，在实际应用中难以满足线路末端的电压要求。并且，现有技术针对上述低电压现象仅简单地调高配变二次电压，无法及时掌握线路末端的电压及调压效果，无法有效解决配变台区的低电压现象。

发明内容

本发明提供一种调压变压器及其调压方法，以改善配变台区中线路末端电压过低的现象，实现自动调压。

第一方面，本发明提供了一种调压变压器，包括：

变压器主体，所述变压器主体的二次侧连接线路，所述变压器主体用于通过所述线路向台区内的用户供电；

调压装置，所述调压装置与所述变压器主体电连接，所述调压装置用于对所述变压器主体二次侧的输出电压进行调节；

控制装置，所述控制装置用于获取所述线路上的电压，在所述线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述变压器主体的输出电压升高，使所述线路末端的电压值升高至合格；在所述线路首端的电压值小于所述预设调压范围中的电压上限时，继续控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述线路首端及所述线路末端的电压值升高；在所述线路首端的电压值等于所述预设调压范围中的电压上限时，控制所述调压装置停止对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述线路首端为所述线路靠近所述变压器主体二次侧的一端，所述线路末端为所述线路远离所述变压器主体二次侧的一端。可选地，所述预设调压范围包括第一调压区间，所述控制装置用于在所述线路末端的电压值小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V。

可选地，所述预设调压范围还包括第二调压区间，所述控制装置用于在根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节后，所述线路末端的电压值仍小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第二调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述第二调压区间的电压下限大于等于所述第一调压区间的电压上限。

可选地，所述第二调压区间的电压上限大于等于第一预设电压，且小于等于第二预设电压；

所述第二调压区间的电压上限小于等于用户电器设备的最大工作电压。

可选地，所述调压变压器还包括电压采集器和信号传输装置，所述控制装置还包括检测单元，所述信号传输装置与所述电压采集器和所述检测单元通信连接；

所述电压采集器用于采集台区内的户表的电压，并通过所述信号传输装置将所述台区内的户表的电压传输至所述检测单元；

所述检测单元用于根据所述台区内的户表的电压确定所述线路上的电压；

所述控制装置根据所述检测单元确定的所述线路上的电压及所述预设调压范围控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

可选地，所述调压变压器还包括电压采集器和信号传输装置，所述控制装置还包括检测单元，所述信号传输装置与所述电压采集器和所述检测单元通信连接，且所述电压采集器、所述信号传输装置、所述检测单元组成数据采集与监视控制系统。

可选地，所述检测单元还用于获取所述变压器主体的调压参数，所述调压参数包括所述线路上的最低电压及其出现的时间和规率、所述线路上的最高电压及其出现的时间和规率、所述线路上的电压在单位时间内的变化量以及各所述户表的电压；

所述控制装置还用于通过所述检测单元根据所述调压参数控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

可选地，所述调压装置包括分接开关，所述分接开关用于根据所述控制装置的控制，通过转动切换自身连接的所述变压器主体二次侧绕组的分接头，以对所述变压器主体的输出电压进行调节；

所述调压装置还包括弹簧储能机构，所述弹簧储能机构与所述分接开关连接，所述弹簧储能机构用于根据所述控制装置的控制，驱动所述分接开关转动；或者，所述调压装置还包括电机，所述电机通过皮带与所述分接开关连接，所述电机用于根据所述控制装置的控制，驱动所述分接开关转动。

第二方面，本发明还提供了一种调压变压器的调压方法，所述调压变压器包括：变压器主体，所述变压器主体的二次侧连接线路，用于通过所述线路向台区内的用户供电；调压装置，所述调压装置与所述变压器主体电连接，用于对所述变压器主体二次侧的输出电压进行调节；以及控制装置；

所述调压变压器的调压方法包括：

通过所述控制装置获取所述线路上的电压，在所述线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述变压器主体的输出电压升高，使所述线路末端的电压值升高至合格；

在所述线路首端的电压值小于所述预设调压范围中的电压上限时，继续控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述线路首端及所述线路末端的电压值升高；

在所述线路首端的电压值等于所述预设调压范围中的电压上限时，控制所述调压装置停止对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述线路首端为所述线路靠近所述变压器主体二次侧的一端，所述线路末端为所述线路远离所述变压器主体二次侧的一端。

可选地，所述预设调压范围包括第一调压区间和第二调压区间，所述第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V，所述第二调压区间的电压下限大于等于所述第一调压区间的电压上限；

所述调压变压器的调压方法包括：

通过所述控制装置在所述线路末端的电压值小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

在根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节后，所述线路末端的电压值仍小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第二调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

本发明提供的调压变压器及其调压方法，根据线路首端的电压值、线路末端的电压值以及预设调压范围中的电压上限和电压下限制定最优调压策略，以通过调节变压器主体的输出电压来调节线路首端的电压值，缓解了现有技术仅简单调高配变二次电压，无法及时根据线路末端的电压及调压效果进行有效调压的缺陷，本发明的技术方案，能够综合线路首端的电压值、线路末端的电压值、预设调压范围以及调压效果进行调压，有效改善了配变台区中线路末端电压过低的现象，实现了自动调压。

附图说明

图1是本发明提供的一种调压变压器的模块结构示意图；

图2是本发明提供的另一种调压变压器的模块结构示意图；

图3是本发明提供的一种分接开关的结构示意图；

图4是本发明提供的一种调压变压器的调压方法的流程示意图；

图5是本发明提供的另一种调压变压器的调压方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明提供了一种调压变压器，图1是本发明提供的一种调压变压器的模块结构示意图，如图1所示，该调压变压器包括变压器主体10、调压装置20和控制装置30；变压器主体10的二次侧连接线路，变压器主体10用于通过线路向台区内的用户供电；调压装置20与变压器主体10电连接，调压装置20用于对变压器主体10二次侧的输出电压进行调节；控制装置30用于获取线路上的电压，在线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压升高，使线路末端的电压值升高至合格；在线路首端的电压值小于预设调压范围中的电压上限时，继续控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节，以使线路首端及线路末端的电压值升高；在线路首端的电压值等于预设调压范围中的电压上限时，控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节；其中，线路首端为线路靠近变压器主体10二次侧的一端，线路末端为线路远离变压器主体10二次侧的一端。

其中，变压器主体10即配电变压器(简称配变)，变压器主体10的二次侧连接线路，即配电变压器的输出端或负载侧连接线路，该线路可以是电缆，变压器主体10能够通过其二次侧输出电压，并利用电缆向配变台区中的各个用户进行供电。变压器主体10可以是输出电压可调的变压器，调压装置20能够对变压器主体10的输出电压进行调节，例如本发明提供的调压变压器为有载调压变压器，调压装置20在负载运行中能够完成变压器绕组分接头的切换，以实现变压器主体10的输出电压调节。控制装置30能够获取线路上的电压，例如线路首端的电压和线路末端的电压，并根据线路首端和线路末端的电压控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节。线路首端和线路末端可以是变压器主体10连接的线路上的相对两端，例如线路首端为靠近变压器主体10二次侧的一端，线路末端为远离二次侧且靠近用户的一端。

示例性地，线路首端的电压为U1，线路末端的电压为U2，由于线路损耗的存在，变压器主体10的输出电压通过线路向用户传输时，线路末端的电压U2往往低于线路首端的电压U1，因此需要对变压器主体10二次侧的输出电压进行调节。进行调压时，首先设置变压器主体10的预设调压范围，例如预设调压范围为(Uc≤Un≤Ua)，其中Uc为预设调压范围的电压下限，Ua为预设调压范围的电压上限，Un为变压器主体10的输出电压。

控制装置30根据线路首端的电压U1、线路末端的电压U2和预设调压范围控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节。具体地，若线路末端的电压U2低于电压下限Uc，则需要调高线路末端的电压，即通过控制装置30控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1升高，线路末端的电压U2随着U1的升高而逐渐升高，达到U2≥Uc(即线路末端的电压U2升高至合格)。可选地，预设调压范围的电压上限Ua可以是用户电器设备能够承受的最大工作电压，在调压过程中，若线路首端的电压U1小于电压上限Ua，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以通过抬高线路首端的电压U1将线路末端的电压U2调节至更高，同时又不会影响用户电器设备的正常工作。在调压过程中，若线路首端的电压U1等于电压上限Ua，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以免线路首端的电压U1太高而损坏用户的电器设备。

本发明提供的调压变压器，通过变压器主体的二次侧连接的线路向台区内的用户供电，通过调压装置对变压器主体二次侧的输出电压进行调节，通过控制装置获取线路上的电压，在线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高，从而使线路末端的电压升高至合格；在线路首端的电压值小于预设调压范围中的电压上限时，继续控制调压装置继续对变压器主体的输出电压进行调节，以继续调高线路首端和线路末端的电压；在线路首端的电压值等于预设调压范围中的电压上限时，控制调压装置停止对变压器主体的输出电压进行调节，以免对线路首端的用户造成影响。本发明的技术方案，根据线路首端的电压值、线路末端的电压值以及预设调压范围中的电压上限和电压下限制定最优调压策略，以通过调节变压器主体的输出电压来调节线路首端的电压值，缓解了现有技术仅简单调高配变二次电压，无法及时根据线路末端的电压及调压效果进行有效调压的缺陷，本发明的技术方案，能够综合线路首端的电压值、线路末端的电压值、预设调压范围以及调压效果进行调压，有效改善了配变台区中线路末端电压过低的现象，实现了自动调压。

在上述方案的基础上，参见图1，可选地，预设调压范围包括第一调压区间，控制装置30用于在线路末端的电压值小于第一调压区间中的电压下限时，根据第一调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节；其中，第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V。

具体地，上述根据第一调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节的含义是：在线路末端的电压值小于第一调压区间中的电压下限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高；在线路首端的电压值小于第一调压区间中的电压上限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高；在线路首端的电压值等于第一调压区间中的电压上限时，控制调压装置停止对变压器主体的输出电压进行调节。

示例性地，以变压器主体10输出的合格电压是220V为例进行说明，国标规定的220V供电电压偏差允许范围为+7％～－10％，据此，可以将第一调压区间中的电压下限设置为220V*(1-10％)＝198V，将第一调压区间中的电压上限设置为220V*(1+7％)＝235.4V，即第一调压区间的调压范围为(198V≤Un≤235.4V)，其中Un为变压器主体10的输出电压。若线路末端的电压U2出现低电压现象，例如U2＜198V时，通过控制装置30控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1升高，线路末端的电压U2随着U1的升高而逐渐升高，达到U2≥198。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜235.4V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时又不会超过第一调压区间的电压上限。在调压过程中，若线路首端的电压U1＝235.4V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合国标规定的供电电压偏差允许范围。

与现有技术中仅根据规定的电压偏差允许范围单独调节线路中某一处的电压的方案相比，本实施例的技术方案，根据国标规定的220V供电电压偏差允许范围设置第一调压区间，并在此基础上综合线路首端的电压值、线路末端的电压值以及第一调压区间的电压下限和电压上限制定多参数联动的变压器调压策略，在有效改善配变台区中线路末端电压过低的现象的同时，还使得变压器的输出电压满足国标规定的供电电压偏差允许范围。

在上述方案的基础上，参见图1，可选地，预设调压范围还包括第二调压区间，控制装置30用于在根据第一调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节后，线路末端的电压值仍小于第一调压区间中的电压下限时，根据第二调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节；其中，第二调压区间的电压下限大于等于第一调压区间的电压上限。

具体地，上述根据第二调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节的含义是：在线路末端的电压值小于第一调压区间中的电压下限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高；在线路首端的电压值小于第二调压区间中的电压上限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高；在线路首端的电压值等于第二调压区间中的电压上限时，控制调压装置停止对变压器主体的输出电压进行调节。

示例性地，仍然以变压器主体10输出的合格电压是220V为例进行说明，国标规定的220V供电电压偏差允许范围为+7％～－10％，第一调压区间的调压范围为(198V≤Un≤235.4V)，据此，可以将第二调压区间中的电压下限设置为大于或等于第一调压区间的电压上限235.4V的数值，例如将第二调压区间中的电压下限设置为235.4V，将第二调压区间中的电压上限设置为Um。其中Um的数值可以根据不同情况进行确定，可选地，可以将第二调压区间的电压上限Um为大于第二调压区间的电压下限的设定值，即Um＞235.4V，例如Um＝260V(也可以是其他数值)，即第二调压区间的调压范围为(235.4V≤Un≤260V)。在根据第一调压区间(198V≤Un≤235.4V)控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节后，若线路末端的电压U2仍然出现低电压现象，例如U2仍然小于198V，则通过控制装置30控制调压装置20继续调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1从235.4V开始逐渐升高，线路末端的电压U2也逐渐升高，达到U2≥198。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜260V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时线路首端的电压又不会超过设置的电压上限。在调压过程中，若线路首端的电压U1＝260V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合第二调压区间中的限值。

本实施例的技术方案，设置了除根据国标规定制定的第一调压区间之外的新的调压区间，即第二调压区间，第二调压区间的电压下限大于等于第一调压区间的电压上限，本方案设置第二调压区间作为第一调压区间的有效补充，能够在根据第一调压区间进行调压后，线路末端的电压仍然出现低电压现象时，综合线路首端的电压值、线路末端的电压值以及第二调压区间的电压下限和电压上限继续制定调压策略，从而有效改善配变台区中线路末端电压过低的现象。同时，第二调压区间为自定义调压区间，并且第二调压区间的电压上限可以根据不同情况进行设置，以适用于多种调压场合。

在上述方案的基础上，可选地，还可以设置第二调压区间的电压上限大于等于第一预设电压，且小于等于第二预设电压。例如第二调压区间的电压上限为Um，将第二调压区间的电压上限Um设定为一个区间(Um1≤Um≤Um2)，其中Um1为第一预设电压，Um2为第二预设电压，第一预设电压Um1与第二预设电压Um2的值，可根据不同的应用情况进行设置。

在上述方案的基础上，可选地，还可以设置第二调压区间的电压上限小于等于用户电器设备的最大工作电压。具体地，为避免线路首端的电压值过高而损坏台区用户的电器设备，可以根据用户电器设备的最大工作电压来设置第二调压区间的电压上限。实际应用中，发明人经过现场测试发现260V电压不会影响用户电器设备的正常工作，因此，可以将第二调压区间的电压上限Um设置为260V，即第二调压区间的调压范围为(235.4V≤Un≤260V)。应用本实施例的技术方案进行调压，既能够使得线路上的电压具有足够的升压空间，从而改善配变台区中线路末端电压过低的现象，又不会对用户电器设备造成影响。

图2是本发明提供的另一种调压变压器的模块结构示意图，如图2所示，该调压变压器还包括电压采集器40和信号传输装置50，控制装置30还包括检测单元31，信号传输装置50与电压采集器40和检测单元31通信连接；电压采集器40用于采集台区内的户表的电压，并通过信号传输装置50将台区内的户表的电压传输至检测单元31；检测单元31用于根据台区内的户表的电压确定线路上的电压；控制装置30根据检测单元31确定的线路上的电压及预设调压范围控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节。

其中，电压采集器40可以是户表电压采集器，可以将多个电压采集器40设置在台区内各用户的户表中，以采集台区内所有户表的电压。信号传输装置50可以是通讯装置，电压采集器40和检测单元31通过信号传输装置50建立通讯，以使电压采集器40能够通过信号传输装置50将台区内的户表的电压传输至检测单元31。检测单元31能够根据台区内的户表的电压确定线路中各个位置的电压值，例如线路首端的电压值、线路末端的电压值以及线路上的最低电压值。控制装置30根据检测单元31确定的线路首端的电压值、线路末端的电压值以及预设调压范围自动控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节，从而改善配变台区中线路末端电压过低的现象。

在上述方案的基础上，可选地，信号传输装置50可以是无线通讯装置，信号传输装置50、电压采集器40和检测单元31构成无线通讯系统和/或数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)。其中，电压采集器40和检测单元31均具有无线通讯功能，SCADA系统是以计算机为基础的分散控制系统与电力自动化监控系统，信号传输装置50、电压采集器40和检测单元31构成无线通讯系统和/或SCADA系统，能够实现配变台区的数据采集、监视控制以及过程控制等功能。本实施例的技术方案，通过建立无线通讯系统和/或数据采集与监视控制系统，使得调压变压器能够实时获取线路首端和线路末端的电压值，并根据预设调压范围制定最优调压策略，从而改善配变台区中线路末端电压过低的现象，实现自动调压。

在上述方案的基础上，可选地，检测单元31还用于获取变压器主体10的调压参数，调压参数包括线路上的最低电压及其出现的时间和规率、线路上的最高电压及其出现的时间和规率、线路上的电压在单位时间内的变化量以及各户表的电压；控制装置30还用于通过检测单元31根据调压参数控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节。

其中，线路上的最低电压可以是线路末端的最低电压，最低电压出现的时间是指线路末端的最低电压出现的时间，最低电压出现的规律可包括：线路末端的最低电压持续的时间、出现的周期、出现的趋势以及其他规律等。线路上的最高电压可以是线路首端的最低电压，最高电压出现的时间是指线路首端的最高电压出现的时间，最高电压出现的规律可包括：线路首端的最高电压持续的时间、出现的周期、出现的趋势以及其他规律等。线路上的电压在单位时间内的变化量可包括线路首端和线路末端的电压值在单位时间内的变化量。控制装置30可以通过检测单元31根据上述各调压参数控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节，例如根据线路首端的电压值、线路末端的电压值、预设调压范围以及上述任意调压参数向调压装置20发出一条调压指令或多条调压指令的组合，从而根据上述调压参数对调压策略进行优化，例如据此来控制调压时间和调压周期，以有效改善配变台区中线路末端电压过低的现象，并优化自动调压过程。

图3是本发明提供的一种分接开关的结构示意图，结合图2和图3，可选地，调压装置20包括分接开关21，分接开关21用于根据控制装置30的控制，通过转动切换自身连接的变压器主体10二次侧绕组的分接头，以对变压器主体10的输出电压进行调节；调压装置20还包括弹簧储能机构，弹簧储能机构与分接开关21连接，弹簧储能机构用于根据控制装置30的控制，驱动分接开关21转动。

其中，分接开关21可以是有载分接开关，有载分接开关能够在保证不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组的分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的。示例性地，变压器主体10是三档可调配变，变压器主体10包括三相绕组A、B和C，每一相绕组上均有三个不同档位的分接头，分接开关21具有九个静触头和三个动触头，九个静触头即连接A相绕组的三个分接头的触头a1-a3、连接B相绕组的三个分接头的触头b1-b3以及连接C相绕组的三个分接头的触头c1-c3，三个动触头即触头d1-d3。分接开关21能够在控制装置30的控制下，通过转动来切换触头d1-d3连接的不同静触头，从而实现触头d1-d3连接变压器主体10绕组的不同分接头，以调节变压器主体10的电压比，最终实现调节变压器主体10的输出电压。

图3仅示出了分接开关21的结构原理图，实际应用中，分接开关21可以是筒状结构的分接开关，且分接开关21具有壳体。弹簧储能机构可以是设置在分接开关21的壳体内部，并与分接开关21的内部结构连接，该弹簧储能机构的工作原理，与例如自动铅笔等结构中的弹簧储能机构的工作原理类似。控制装置30可以控制弹簧储能机构压缩，以使弹簧储能机构存储弹性势能，在调压时，控制装置30控制弹簧储能机构以不同的形变量弹起，从而控制弹簧储能机构释放弹性势能，弹簧储能机构释放弹性势能的过程中，可以带动分接开关21转动，从而实现切换分接开关21中的动触头连接变压器主体10的三相绕组中的不同分接头。控制装置30通过控制弹簧储能机构弹起时的不同形变量，来控制分接开关21以不同的角度转动，从而实现变压器主体10的多级调压。

现有技术中，通常通过储能电容为分接开关中的电磁机构供电，以通过电磁机构驱动分接开关动作，实现调压。然而储能电容在工作过程中需要进行充放电，因此可能会导致分接开关的动作不连续，对调压过程造成影响。与现有技术相比，本实施例的技术方案通过弹簧储能机构驱动分接开关转动，由于弹簧储能机构存储的弹性势能可以多次释放，因此能够驱动分接开关转动多次，从而保证调压过程的连续性，进而通过调压来改善配变台区中线路末端电压过低的现象。

结合图2和图3，可选地，调压装置20包括分接开关21，分接开关21用于根据控制装置30的控制，通过转动切换自身连接的变压器主体10二次侧绕组的分接头，以对变压器主体10的输出电压进行调节；调压装置20还包括电机，电机通过皮带与分接开关21连接，电机用于根据控制装置30的控制，驱动分接开关21转动。

其中，电机可通过皮带与分接开关21连接，在调压过程中，控制装置30控制电机转动，以通过电机和皮带带动分接开关21转动，从而实现切换分接开关21中的动触头连接变压器主体10的三相绕组中的不同分接头。控制装置30通过控制电机转动的时长，来控制分接开关21以不同的角度转动，从而实现变压器主体10的多级调压。与现有技术通过储能电容驱动分接开关转动的方案相比，本实施例的技术方案通过电机和皮带驱动分接开关转动，由于控制装置对电机的控制更加精准可靠，因而能够精确控制分接开关转动的角度，并保证调压过程的连续性，从而优化调压过程并提升电压调节的精确度，有助于通过调压来改善配变台区中线路末端电压过低的现象。

本发明还提供了一种调压变压器的调压方法，图4是本发明提供的一种调压变压器的调压方法的流程示意图。如图1所示，调压变压器包括：变压器主体10，变压器主体10的二次侧连接线路，用于通过线路向台区内的用户供电；调压装置20，调压装置20与变压器主体10电连接，用于对变压器主体10二次侧的输出电压进行调节；以及控制装置30；相应地，如图4所示，调压变压器的调压方法包括：

S110、通过控制装置获取线路上的电压，在线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使变压器主体的输出电压升高，使线路末端的电压值升高至合格。

示例性地，线路首端的电压为U1，线路末端的电压为U2，由于线路损耗的存在，变压器主体10的输出电压通过线路向用户传输时，线路末端的电压U2往往低于线路首端的电压U1，因此需要对变压器主体10二次侧的输出电压进行调节。进行调压时，首先设置变压器主体10的预设调压范围，例如预设调压范围为(Uc≤Un≤Ua)，其中Uc为预设调压范围的电压下限，Ua为预设调压范围的电压上限，Un为变压器主体10的输出电压。

控制装置30根据线路首端的电压U1、线路末端的电压U2和预设调压范围控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节。具体地，若线路末端的电压U2低于电压下限Uc，则需要调高线路末端的电压，即通过控制装置30控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1升高，线路末端的电压U2随着U1的升高而逐渐升高，达到U2≥Uc。

S120、在线路首端的电压值小于预设调压范围中的电压上限时，继续控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节，以使线路首端及线路末端的电压值升高。

可选地，预设调压范围的电压上限Ua可以是用户电器设备能够承受的最大工作电压，在调压过程中，若线路首端的电压U1小于电压上限Ua，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时又不会影响用户电器设备的正常工作。

S130、在线路首端的电压值等于预设调压范围中的电压上限时，控制调压装置停止对变压器主体的输出电压进行调节。

其中，线路首端为线路靠近变压器主体二次侧的一端，线路末端为线路远离变压器主体二次侧的一端。

在调压过程中，若线路首端的电压U1等于电压上限Ua，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以免线路首端的电压U1太高而损坏用户的电器设备。

本发明的技术方案，根据线路首端的电压值、线路末端的电压值以及预设调压范围中的电压上限和电压下限制定最优调压策略，以通过调节变压器主体的输出电压来调节线路首端的电压值，缓解了现有技术仅简单调高配变二次电压，无法及时根据线路末端的电压及调压效果进行有效调压的缺陷，本发明的技术方案，能够综合线路首端的电压值、线路末端的电压值、预设调压范围以及调压效果进行调压，有效改善了配变台区中线路末端电压过低的现象，实现了自动调压。

在上述方案的基础上，可选地，预设调压范围包括第一调压区间和第二调压区间，第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V，第二调压区间的电压下限大于等于第一调压区间的电压上限；相应地，调压变压器的调压方法包括：

S210、通过控制装置在线路末端的电压值小于第一调压区间中的电压下限时，根据第一调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节。

示例性地，以变压器主体10输出的合格电压是220V为例进行说明，国标规定的220V供电电压偏差允许范围为+7％～－10％，据此，可以将第一调压区间中的电压下限设置为220V*(1-10％)＝198V，将第一调压区间中的电压上限设置为220V*(1+7％)＝235.4V，即第一调压区间的调压范围为(198V≤Un≤235.4V)，其中Un为变压器主体10的输出电压。若线路末端的电压U2出现低电压现象，例如U2＜198V时，通过控制装置30控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1升高，线路末端的电压U2随着U1的升高而逐渐升高，达到U2≥198。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜235.4V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时又不会超过第一调压区间的电压上限。在调压过程中，若线路首端的电压U1＝235.4V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合国标规定的供电电压偏差允许范围。

S220、在根据第一调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节后，线路末端的电压值仍小于第一调压区间中的电压下限时，根据第二调压区间中的电压上限和电压下限控制调压装置对变压器主体的输出电压进行调节。

示例性地，第一调压区间的调压范围为(198V≤Un≤235.4V)，据此，可以将第二调压区间中的电压下限设置为大于或等于第一调压区间的电压上限235.4V的数值，例如将第二调压区间中的电压下限设置为235.4V，将第二调压区间中的电压上限设置为Um。其中Um的数值可以根据不同情况进行确定，可选地，可以将第二调压区间的电压上限Um为大于第二调压区间的电压下限的设定值，即Um＞235.4V，例如Um＝260V(也可以是其他数值)，即第二调压区间的调压范围为(235.4V≤Un≤260V)。在根据第一调压区间(198V≤Un≤235.4V)控制调压装置20对变压器主体10的输出电压进行调节后，若线路末端的电压U2仍然出现低电压现象，例如U2仍然小于198V，则通过控制装置30控制调压装置20继续调高变压器主体10的输出电压，以使线路首端的电压U1从235.4V开始逐渐升高，线路末端的电压U2也逐渐升高，达到U2≥198。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜260V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时线路首端的电压又不会超过设置的电压上限。在调压过程中，若线路首端的电压U1＝260V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合第二调压区间中的限值。

与现有技术中仅根据规定的电压偏差允许范围单独调节线路中某一处的电压的方案相比，本实施例的技术方案，根据国标规定的220V供电电压偏差允许范围设置第一调压区间，并在此基础上综合线路首端的电压值、线路末端的电压值以及第一调压区间的电压下限和电压上限制定多参数联动的变压器调压策略，在有效改善配变台区中线路末端电压过低的现象的同时，还使得变压器的输出电压满足国标规定的供电电压偏差允许范围。另外，本方案还设置第二调压区间作为第一调压区间的有效补充，能够在根据第一调压区间进行调压后，线路末端的电压仍然出现低电压现象时，综合线路首端的电压值、线路末端的电压值以及第二调压区间的电压下限和电压上限继续制定调压策略，从而有效改善配变台区中线路末端电压过低的现象。同时，第二调压区间为自定义调压区间，并且第二调压区间的电压上限可以根据不同情况进行设置，以适用于多种调压场合。

具体实施例

图5是本发明提供的另一种调压变压器的调压方法的流程示意图，如图5所示，该调压变压器的调压方法具体包括：

S310、采集台区户表电压。

S320、根据台区户表电压获取线路电压。

示例性地，参见图2，信号传输装置50、电压采集器40和检测单元31可以构成SCADA系统，所有户表电压传入SCADA主站，由SCADA系统根据台区户表电压确定线路中各位置的电压。

S330、判断线路末端的电压是否大于等于198V。

通过SCADA系统确定线路中的最低电压，即线路末端的电压，并判断线路末端的电压U2是否大于等于198V。

若线路末端的电压大于或等于198V，则执行S380；若线路末端的电压小于198V，则执行S340。

S340、根据第一调压区间调节变压器主体的输出电压。

示例性地，根据国标规定的220V供电电压偏差允许范围+7％～－10％，设置第一调压区间的调压范围为(198V≤Un≤235.4V)，在线路末端的电压U2＜198V时，通过控制装置控制调压装置调高变压器主体的输出电压，以使线路末端的电压U2随着线路首端的电压U1的升高而逐渐升高。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜235.4V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时又不会超过第一调压区间的电压上限。在调压过程中，若线路首端的电压U1＝235.4V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合国标规定的供电电压偏差允许范围。

S350、判断线路末端的电压是否小于198V。

若线路末端的电压大于或等于198V，则执行S380；若线路末端的电压小于198V，则执行S360。

S360、根据第二调压区间调节变压器主体的输出电压。

示例性地，第二调压区间的调压范围为(235.4V≤Un≤260V)。在根据第一调压区间调节变压器主体的输出电压后，若线路末端的电压U2仍然小于198V，则通过控制装置控制调压装置继续调高变压器主体的输出电压，以使线路首端的电压U1从235.4V开始逐渐升高，线路末端的电压U2也逐渐升高，达到U2≥198。在调压过程中，若线路首端的电压U1＜260V，则可以通过控制装置30继续控制调压装置20调高变压器主体10的输出电压，以将线路末端的电压调节至更高，同时线路首端的电压又不会超过设置的电压上限。

S370、判断线路首端的电压是否小于第二调压区间的电压上限。

若线路首端的电压小于第二调压区间的电压上限，则返回执行S370；若线路首端的电压大于或等于第二调压区间的电压上限，则执行S380。

S380、停止调压。

在调压过程中，若线路首端的电压U1＝260V，则通过控制装置30控制调压装置20停止对变压器主体10的输出电压进行调节，以使变压器主体10的输出电压符合第二调压区间中的限值。

现有变压器调压技术仅是简单地调高配变二次电压，不能及时掌握线路末端的电压及调压效果。与现有技术相比，本发明的技术方案，通过SCADA系统，可以实时掌握线路中的相关电压参数，并根据第一调压区间、第二调压区间以及各电压参数生成最优调压策略，该调压策略以台区线路中的低电压值为基础，据此进行调压改变线路末端的低电压，这样不断地循环，调压与台区低电压产生联动效果，能够实现自动调压。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种调压变压器，其特征在于，包括：

变压器主体，所述变压器主体的二次侧连接线路，所述变压器主体用于通过所述线路向台区内的用户供电；

调压装置，所述调压装置与所述变压器主体电连接，所述调压装置用于对所述变压器主体二次侧的输出电压进行调节；

控制装置，所述控制装置用于获取所述线路上的电压，在所述线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述变压器主体的输出电压升高，使所述线路末端的电压值升高至合格；在所述线路首端的电压值小于所述预设调压范围中的电压上限时，继续控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述线路首端及所述线路末端的电压值升高；在所述线路首端的电压值等于所述预设调压范围中的电压上限时，控制所述调压装置停止对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述线路首端为所述线路靠近所述变压器主体二次侧的一端，所述线路末端为所述线路远离所述变压器主体二次侧的一端。

2.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述预设调压范围包括第一调压区间，所述控制装置用于在所述线路末端的电压值小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V。

3.根据权利要求2所述的调压变压器，其特征在于，所述预设调压范围还包括第二调压区间，所述控制装置用于在根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节后，所述线路末端的电压值仍小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第二调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述第二调压区间的电压下限大于等于所述第一调压区间的电压上限。

4.根据权利要求3所述的调压变压器，其特征在于，所述第二调压区间的电压上限大于等于第一预设电压，且小于等于第二预设电压；

所述第二调压区间的电压上限小于等于用户电器设备的最大工作电压。

5.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述调压变压器还包括电压采集器和信号传输装置，所述控制装置还包括检测单元，所述信号传输装置与所述电压采集器和所述检测单元通信连接；

所述电压采集器用于采集台区内的户表的电压，并通过所述信号传输装置将所述台区内的户表的电压传输至所述检测单元；

所述检测单元用于根据所述台区内的户表的电压确定所述线路上的电压；

所述控制装置根据所述检测单元确定的所述线路上的电压及所述预设调压范围控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

6.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述调压变压器还包括电压采集器和信号传输装置，所述控制装置还包括检测单元，所述信号传输装置与所述电压采集器和所述检测单元通信连接，且所述电压采集器、所述信号传输装置、所述检测单元组成数据采集与监视控制系统。

7.根据权利要求5所述的调压变压器，其特征在于，所述检测单元还用于获取所述变压器主体的调压参数，所述调压参数包括所述线路上的最低电压及其出现的时间和规率、所述线路上的最高电压及其出现的时间和规率、所述线路上的电压在单位时间内的变化量以及各所述户表的电压；

所述控制装置还用于通过所述检测单元根据所述调压参数控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

8.根据权利要求1所述的调压变压器，其特征在于，所述调压装置包括分接开关，所述分接开关用于根据所述控制装置的控制，通过转动切换自身连接的所述变压器主体二次侧绕组的分接头，以对所述变压器主体的输出电压进行调节；

所述调压装置还包括弹簧储能机构，所述弹簧储能机构与所述分接开关连接，所述弹簧储能机构用于根据所述控制装置的控制，驱动所述分接开关转动；或者，所述调压装置还包括电机，所述电机通过皮带与所述分接开关连接，所述电机用于根据所述控制装置的控制，驱动所述分接开关转动。

9.一种调压变压器的调压方法，其特征在于，所述调压变压器包括：变压器主体，所述变压器主体的二次侧连接线路，用于通过所述线路向台区内的用户供电；调压装置，所述调压装置与所述变压器主体电连接，用于对所述变压器主体二次侧的输出电压进行调节；以及控制装置；

所述调压变压器的调压方法包括：

通过所述控制装置获取所述线路上的电压，在所述线路末端的电压值小于预设调压范围中的电压下限时，控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述变压器主体的输出电压升高，使所述线路末端的电压值升高至合格；

在所述线路首端的电压值小于所述预设调压范围中的电压上限时，继续控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节，以使所述线路首端及所述线路末端的电压值升高；

在所述线路首端的电压值等于所述预设调压范围中的电压上限时，控制所述调压装置停止对所述变压器主体的输出电压进行调节；

其中，所述线路首端为所述线路靠近所述变压器主体二次侧的一端，所述线路末端为所述线路远离所述变压器主体二次侧的一端。

10.根据权利要求9所述的调压变压器的调压方法，其特征在于，所述预设调压范围包括第一调压区间和第二调压区间，所述第一调压区间的电压下限为198V，电压上限为235.4V，所述第二调压区间的电压下限大于等于所述第一调压区间的电压上限；

所述调压变压器的调压方法包括：

通过所述控制装置在所述线路末端的电压值小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节；

在根据所述第一调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节后，所述线路末端的电压值仍小于所述第一调压区间中的电压下限时，根据所述第二调压区间中的电压上限和电压下限控制所述调压装置对所述变压器主体的输出电压进行调节。

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