CN113471980A

CN113471980A - 一种三相高电压调节装置

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Publication number: CN113471980A
Application number: CN202110821687.5A
Authority: CN
Inventors: 张谋龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-10-01

Abstract

本发明涉及电力技术的领域，并广泛应用于调压稳压装置，具体是涉及一种控制简单、不产生反峰电压、安全可靠、调压效果好的三相高电压调节装置，包括复数个串联连接的三相调整器，各组所述三相调整器均包括初级绕组TA、初级绕组TB、初级绕组TC、初级绕组TN以及次级绕组。

Description

一种三相高电压调节装置

技术领域

本发明涉及电力技术的领域，并广泛应用于调压稳压装置。具体是涉及一种三相高电压调节装置。

背景技术

电力是现代工农业和现代社会生活使用的最重要的能源之一，电压变化广泛地影响各种工业用电设备。随着科学技术的发展，电在人类社会的发展中将发挥更大的作用。电压是电的重要属性，它是电源提供能量特性的重要参数，也是供电和用电设备之间配合应考虑的首要因素。

电是文明社会的产物，它又促进文明社会的发展，电的使用程度是和文明社会密切相关的，文明社会的指标是科学技术迅速发展，生产的社会化程度越高，生产规模越来越大，技术要求越来越复杂，分工越来越明细，各生产环节的协调越来越重要。电压值、电压标准值以及它们的分级就是需要协调的内容之一。各方尽量协调一致，得以达到一个相对稳定的阶段, 从而提高电气设备的互换性和通用性，减少量身定制的电气设备，为电气设备的高效、大生产服务,降低因电压值不配合而带来的生产成本。电压变化主要产生的危害：

1、低电压：低电压对现代工农业和现代社会生活影响最为严重，它会影响电气设备输出功率和使用寿命，会使电耗增加、产品质量下降或报废、产量减少、设备损坏、生产被迫停止，甚至也会对电力系统造成影响：电压越低稳定功率极限越低，功率极限与线路输出功率的差值(即功率储备)越低，越容易发生不稳定现象，严重时会造成供电系统瓦解的重大事故。

2、高电压：电气设备都是按照额定电压下运行设计、制造的。当电压升高时,①对变压器、互感器的影响:主要是励磁电流增加，使铁芯中磁感应强度B增加、铁损增加、铁芯温升增加，从而加速绕组绝缘的老化和损坏，甚至被迫停产。②对电容器的影响:因电容器无功功率与电压平方成比例，当电压上升时无功功率也随之提高，但由于电场增强使局部放电加强，而使绝缘寿命降低。若长期在1.1U_N工作下，其寿命约降至额定寿命的44％，甚至也会被迫影响生产。

3、三相不平衡产生的危害：系统处于三相不平衡运行时，三相电压电流中可能含有大量的负序分量和、或零序分量。由于负序分量和、或零序分量的存在，可能会对各种电气设备产生不同的负面影响，具体表现①线路：三相不平衡中，负序电流会产生附加损耗，增大线损，同时使输电线路电压损失增加，另外还增大对通讯系统的干扰，影响正常通信质量。②计算机等电子设备：三相不平衡必然引起中线上出现不平衡电流，产生零电位漂移，对计算机等电子设备产生电噪声干扰，甚至造成设备无法正常工作。③感应电动机：在不平衡电压作用下，负序电流产生制动转矩，使感应电动机的最大转矩和输出功率下降。在正反磁场的相互作用下，产生脉冲转矩，可能引起电机振动。由于电动机的负序阻抗小，负序电压可能产生过大的负序电流从而使电动机定子、转子的铜耗增加，使电动机过热并加速绝缘的老化。如长期的负序电压含量4％状态下运行，将引起额定转矩的电动机发热，从而导致电动机绝缘的寿命降低一半。若同时某相电压高于额定电压值，其运行的寿命将下降更为厉害，甚至影响安全生产。

而电压质量问题包括以下情况：

①电压偏差：运行电压值，在额定电压值的±10％范围；

②欠电压：运行电压值，在额定电压值的90％～80％范围，且持续时间大于1分钟的电压变化；

③过电压：运行电压值，在额定电压值的110％～120％范围，且持续时间大于1分钟的电压变化；

④短时欠电压:其时间范围为3秒～1分钟；

⑤短时过电压:其时间范围为3秒～1分钟；

⑥暂时过电压:其时间范围为60毫秒～3秒；

⑦暂时欠电压:其时间范围为60毫秒～3秒；

⑧三相电压不平衡：运行三相电压不平度≥2％，短时≥4％。

根据用电设备的安全电压要求，即用电设备端电压压差变化应在± 5％。有的要求还更高，即用电设备端电压压差变化应≤2.5％，三相电压不平衡度≤2.6％。目前市面上的调压装置主要有:无载调压变压器、有载调压变压器、无功补偿装备、VQC电压无功控制装置、感应式调压器、碳刷式交流稳压器，但该些产品存在以下不足：①无载调压变压器的价钱便宜、性能可靠，但不能随电压变化而同步调整，只能停电后再进行调整；②有载调压变压器能随电压变化而同步调整，不过它配备了有载调压分接头，在调整电压时很难避免不产生电弧，因此它需要经常检修；③无功补偿装备性能可靠，但它只能修复无功功率引起的电压变化，它不能修复有功功率引起的电压变化；④VQC电压无功控制装置能够保证电压质量，优化电网无功潮流，并对电网经济运行等发挥重要作用，不过它的连续工作安全时间≤1000小时；⑤感应式调压器虽然可靠，但响应速度慢，调压速度≤5V/S，效率≤93％、稳压精度≤±5％；⑥碳刷式交流稳压器的调压速度≤25V/S，需要定期维护。

申请人还发现:①无载调压变压器不能随电压变化而同步调整，只能停电后再进行调整，因此它使用时麻烦并且不能起到有效稳压作用。还发现，当电压升高时会使变压器励磁电流增加，使铁芯中磁感应强度B增加，导致铁损增加、铁芯温升增加促使绕组绝缘老化加速；②有载调压变压器在调整电压时易产生电弧。还发现，如果检修不及时，会引起供电短时欠电压，从而导致先进用电设备停止工作或损坏，甚至可能引发供电系统电压崩溃，给该用电区域的生产经营和工作生活带来不良影响；③无功补偿装备不能修复有功功率引起的电压变化。还发现，它的电容无功功率与电压平方成比例，电压上升虽然其无功功率提高，但由于电场增强使局部放电加强，使绝缘寿命降低，若长期在1.1UN下工作，其寿命约降至额定寿命的44％。还发现，电容器的爆炸及外壳鼓肚等现象，是因局部放电及绝缘老化积累效应所引起的，由此可见高电压也严重影响无功补偿装置的预期使用寿命，以及供电的安全运行；④VQC电压无功控制装置在连续工作安全时间≥1000小时，如果检修不及时，可能引起供电短时欠电压，从而导致先进用电设备停止工作或损坏，甚至造成该用电区域供电系统瓦解的重大事故。同时还发现，以上所述①②③④的根本原因，都是由电力变压器调压分接头的不合理和有载调压分接头开关的不可靠所引起；⑤感应式调压器，调压速度≤5V/S，效率≤93％、稳压精度≤±5％；⑥碳刷式交流稳压器的调压速度≤25V/S，需要定期维护。还发现，如未定期维护，当碳刷磨损严重时，轻则烧掉铜柱并影响供电，重则造成安全事故。

针对上述技术问题，申请人发明出：第一种“三相高电压调节装置”、第二种“高电压调节装置”、第三种“三相低电压补偿方式”第四种“低电压补偿方式”、第五种“电压质量修复装置”、第六种“经济型三相交流稳压装置”、第七种“经济型交流稳压装置”，而在本发明中，申请人针对其中上述出现的三相高电压的问题，以及市面上的电压调节装置所存在的技术问题，提出一种三相高电压调节装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制简单、不产生反峰电压、安全可靠、调压效果好的三相高电压调节装置。

本发明的技术方案为一种三相高电压调节装置，包括复数个串联连接的三相调整器，各组所述三相调整器均包括初级绕组TA、初级绕组TB、初级绕组TC、初级绕组TN以及次级绕组，还包括三相高电压调节装置的输入端和输出端串接于电力变压器一次侧绕组。

进一步改进的是，还包括双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNA2、双向晶闸管VTNB1、双向晶闸管VTNB2、双向晶闸管VTNC1以及双向晶闸管 VTNC2，所述初级绕组TA连接双向晶闸管VTNA2和双向晶闸管VTNA1的一端，所述初级绕组TB连接双向晶闸管VTNB2和双向晶闸管VTNB1的一端, 所述初级绕组TC连接双向晶闸管VTNC2和双向晶闸管VTNC1的一端，所述双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNB1、以及双向晶闸管VTNC1的另一端均连接于初级绕组TN。

进一步改进的是,还包括三相控制保护装置QF，所述双向晶闸管 VTNA2、双向晶闸管VTNB2以及双向晶闸管VTNC2的另一端分别连接于三相控制保护装置QF的一端，所述三相控制保护装置QF的另一端连接于三相电压输出端。

进一步改进的是,还包括抑制器BBA1、抑制器BBA2以及抑制器BBA3，所述抑制器BBA1连接于初级绕组TA和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA2 连接于初级绕组TB和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA3连接于初级绕组TC和初级绕组TN之间。

进一步改进的是,所述初级绕组TN连接于输入N线。

进一步改进的是,还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相调整器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相调整器工作。

进一步改进的是,还包括至少由单台三相调整器串联或并联的组合。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明提出的一种三相高电压调节装置，具体详见附图1，当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制VTNA2、VTNB2、VTNC2关断,同时VTNA1、VTNB1、 VTNC1接通，将初级绕组TA、TB、TC和初级绕组TN短接，使输入电压等于输出电压，当输入电压高于额定电压时，主控系统控制VTNA1、 VTNB1、VTNC1关断，同时VTNA2、VTNB2、VTNC2接通,将初级绕组对次级进行电压抵消，使输出电压等于额定电压值。本发明控制简单、不产生反峰电压、安全可靠，阈值快≤80毫秒，输入电压宽≥额定电压值 *125％，输出电压精度高≤2％，效率高≥99.5％，额定容量大≤5000KVA，连续安全运行时间长达1年，使用寿命≥20年，且控制简单、不产生反峰电压、安全可靠、调压效果好，能够弥补市面上产品的不足。

附图说明

图1为本发明实施例中三相高电压调节装置的电路原理图；

图2为本发明实施例中人机系统装置的界面图1；

图3为本发明实施例中人机系统装置的界面图2；

图4为本发明实施例中人机系统装置的界面图3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

如图1所示，一种三相高电压调节装置，包括复数个串联连接的三相电压调整器，各组所述三相电压调整器均包括初级绕组TA、初级绕组TB、初级绕组TC、初级绕组TN以及次级绕组,还包括双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNA2、双向晶闸管VTNB1、双向晶闸管VTNB2、双向晶闸管VTNC1 以及双向晶闸管VTNC2，所述初级绕组TA连接双向晶闸管VTNA2和双向晶闸管VTNA1的一端，所述初级绕组TB连接双向晶闸管VTNB2和双向晶闸管VTNB1的一端,所述初级绕组TC连接双向晶闸管VTNC2和双向晶闸管VTNC1的一端，所述双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNB1以及双向晶闸管VTNC1的另一端均连接于初级绕组TN。还包括三相控制保护装置QF，所述双向晶闸管VTNA2、双向晶闸管VTNB2以及双向晶闸管VTNC2的另一端分别连接于三相控制保护装置QF的一端，所述三相控制保护装置QF 的另一端连接于三相电压输出端。还包括抑制器BBA1、抑制器BBA2以及抑制器BBA3，所述抑制器BBA1连接于初级绕组TA和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA2连接于初级绕组TB和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA3 连接于初级绕组TC和初级绕组TN之间。所述初级绕组TN连接于输入N 线。还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相调整器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相调整器工作。如图2-4为本发明人机系统装置的界面图，包括电压显示、电流显示、技术参数设定显示、技术参数重置，主视图显示的：输入电压包括当前值、实时自动记录的最大值和最小值，输出电压包括当前值、实时自动记录的最大值和最小值，电流包括当前值和实时自动记录的最大值和最小值，技术参数设定显示包括“额定电压值”、“稳压精度值”、“稳压阈值设定值”、“电压调整方式”、“工作方式”“异常三相不平衡保护值”、“异常过压保护值”、“异常欠压保护值”、“输入故障处理方式”、“稳压故障处理方式”，技术参数重置包括“额定电压值”、“稳压精度值”、“稳压阈值设定值”、“电压调整方式”、“工作方式”“异常三相不平衡保护值”、“异常过压保护值”、“异常欠压保护值”、“输入故障处理方式”、“稳压故障处理方式”。

本发明的一种三相高电压调节装置，还包括至少由单台三相调整器串联或并联的组合，也在本发明的保护范围内。

工作原理：当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制VTNA2、VTNB2、VTNC2关断,同时VTNA1、VTNB1、VTNC1接通，将初级绕组TA、TB、 TC和初级绕组TN短接，使输入电压等于输出电压，当输入电压高于额定电压时，主控系统控制VTNA1、VTNB1、VTNC1关断，同时VTNA2、VTNB2、 VTNC2接通,将初级绕组对次级进行电压抵消，使输出电压等于额定电压值。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护。

Claims

1.一种三相高电压调节装置，其特征在于：包括复数个串联连接的三相调整器，各组所述三相调整器均包括初级绕组TA、初级绕组TB、初级绕组TC、初级绕组TN以及次级绕组。

2.根据权利要求1所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：还包括双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNA2、双向晶闸管VTNB1、双向晶闸管VTNB2、双向晶闸管VTNC1以及双向晶闸管VTNC2，所述初级绕组TA连接双向晶闸管VTNA2和双向晶闸管VTNA1的一端，所述初级绕组TB连接双向晶闸管VTNB2和双向晶闸管VTNB1的一端,所述初级绕组TC连接双向晶闸管VTNC2和双向晶闸管VTNC1的一端，所述双向晶闸管VTNA1、双向晶闸管VTNB1以及双向晶闸管VTNC1的另一端均连接于初级绕组TN。

3.根据权利要求2所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：还包括三相控制保护装置QF，所述双向晶闸管VTNA2、双向晶闸管VTNB2以及双向晶闸管VTNC2的另一端分别连接于三相控制保护装置QF的一端，所述三相控制保护装置QF的另一端连接于三相电压输出端。

4.根据权利要求3所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：还包括抑制器BBA1、抑制器BBA2以及抑制器BBA3，所述抑制器BBA1连接于初级绕组TA和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA2连接于初级绕组TB和初级绕组TN之间，所述抑制器BBA3连接于初级绕组TC和初级绕组TN之间。

5.根据权利要求4所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：所述初级绕组TN连接于输入N线。

6.根据权利要求5所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相调整器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相调整器工作。

7.根据权利要求1所述的一种三相高电压调节装置，其特征在于：还包括至少由单台三相调整器串联或并联的组合。