CN113641204A - 双绕组变压器电压调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力技术领域，具体是涉及一系列电力变压器自动稳压装置,更具体的是指一种双绕组变压器电压调节装置，其通过在电力变压器上设有复数组调谐绕组与外接复数组电压调整装置一一对应连接组成的电压组合绕组以及保护装置，操作系统，主控系统，驱动系统，组成的一系列电力变压器自动稳压装置，该装置具有控制简单、安全可靠、调压速度快、输入电压宽、稳压精度高、连续安全运行时间长的有益效果。

Description

双绕组变压器电压调节装置

技术领域

本发明涉及电力技术的领域,具体是涉及双绕组变压器电压调节装置。

背景技术

变压器是电网配电的重要设备，目前世界各地区正处于电力建设的高峰期，电力供应紧张问题亟待解决。为缓解电力供应紧张的局面，世界各地区电力公司增加了输电线路的总长度，加大了电网建设的投资规模，进一步扩大了变电容量，给变压器行业提供了广阔的发展空间，促进了变压器制造业的良好发展。

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瞬时过电压:其时间范围为10毫秒～60毫秒；

⑨瞬时欠电压:其时间范围为10毫秒～60毫秒；

⑩三相电压不平衡。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，用电设备端电压压差变化应在±5％，有的要求还更高，用电设备端电压压差变化变化应该≤2.5℅，三相电压不平衡度≤2.6％。

目前市面上的调压变压器主要有3种：①恒磁通调压变压器，②变磁通调压变压器,③有载调压变压器。①恒磁通调压变压器,采用调节高压绕组匝数，使高压绕组与低压绕组的变比关系发生变化，来实现输出电压的稳定。它具有价钱便宜、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变磁通调压变压器,采用调节低压绕组匝数，使高压绕组与低压绕组的变比关系发生变化，来实现输出电压的稳定。它具有成本低、性能可靠，同样也不能随电压变化而同步调整，只能停电后再进行调整。③有载调压变压器,采用多抽头的励磁绕组串联在高压绕组上，通过调节励磁绕组的抽头来改变高压绕组与低压绕组的变比来实际输出电压的稳定。不过它配备的有载调压分接头开关在调整电压时很难避免不产生电弧，因此它需要经常检修。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一系列操作简单、安全可靠、调压速度快≤10毫秒、输入电压宽≥额定电压值*125％和*75％、输出电压精度高≤2％、连续安全运行时间≤1万小时、并具有不间断自动旁路功能和实时自动监测功能等的电力变压器自动稳压装置。所述一系列电力变压器自动稳压装置分为:Ⅰ类电力变压器降压自动稳压装置、Ⅱ类组合式电力变压器降压自动稳压装置、Ⅲ类电力变压器升压自动稳压装置、Ⅳ类组合式电力变压器升压自动稳压装置,Ⅰ类包括Ⅰⅰ配电变压器稳压装置、Ⅰⅱ包封线圈变压器稳压装置、Ⅰⅲ分裂变压器调压装置、Ⅰⅳ双绕组变压器稳压装置、Ⅰⅴ双绕组变压器自动调压装置、Ⅰⅵ变压器稳压装置，Ⅱ类包括Ⅱⅰ配电变压器调压装置、Ⅱⅱ配电变压器自动稳压装置、Ⅰⅲ包封线圈变压器调压装置、Ⅱⅳ双绕组变压器电压调整装置、Ⅱⅴ变压器调压装置、Ⅱⅵ变压器电压调整装置，Ⅲ类包括Ⅲⅰ双绕组变压器电压调节装置、Ⅲⅱ变压器自动调压装置、Ⅲⅲ变压器电压调节装置,Ⅳ类包括Ⅳⅰ变压器自动稳压装置、Ⅳⅱ双绕组变压器自动稳压装置、Ⅳⅲ双绕组变压器调压装置。

申请人发现，①恒磁通调压变压器和②变磁通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。③有载调压变压器在调整电压时易产生电弧，还发现，如果没有经常检修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造成混乱。

本发明的其中Ⅲⅰ技术方案为一种双绕组变压器电压调节装置，包括降压变压器和复数组电压补偿器，并应用于各种电压等级分类、各种冷却分类、各种外壳分类以及本摘要说明书所述的一系列电力变压器自动稳压装置除外的各种连接分类和组合分类。所述降压变压器还包括降压变压器高压绕组X、降压变压器高压绕组Y、降压变压器高压绕组Z、降压变压器高压绕组YN、降压变压器低压绕组x1、降压变压器低压绕组x2、降压变压器低压绕组x3、降压变压器低压绕组x4、降压变压器低压绕组y1、降压变压器低压绕组y2、降压变压器低压绕组y3、降压变压器低压绕组 y4、降压变压器低压绕组z1、降压变压器低压绕组z2、降压变压器低压绕组z3、降压变压器低压绕组z4以及复数组降压变压器调谐绕组A1、降压变压器调谐绕A2、降压变压器调谐绕组B1、降压变压器调谐绕组B2、降压变压器调谐绕C1、降压变压器调谐绕组C2。所述电压补偿器还包括电压补偿器绕组U1、电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V1、电压补偿器绕组V2、电压补偿器绕组W1、电压补偿器绕组W2、电压补偿器绕组u1、电压补偿器绕组v1、电压补偿器绕组w1、电压补偿器绕组y。

优选的，还包括所述降压变压器调谐绕组A1连接于电压补偿绕组 U1,所述降压变压器调谐绕组B1连接于电压补偿绕组V1,所述降压变压器调谐绕组C1连接于电压补偿绕组W1,所述降压变压器调谐绕组A2 连接于降压变压器调谐绕组B2和降压变压器调谐绕组C2还连接于电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V2以及电压补偿器绕组W2。

优选的，还包括双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCA2、双向晶闸管 MCCB1、双向晶闸管MCCB2、双向晶闸管MCCC1、双向晶闸管MCCC2，所述双向晶闸管MCCA1连接于电压补偿器绕组u1，所述双向晶闸管MCCB1连接于电压补偿器绕组v1,所述双向晶闸管MCCC1连接于电压补偿器绕组 w1，所述双向晶闸管MCCA2连接于电压补偿器绕组u1和电压补偿器绕组 y之间，所述双向晶闸管MCCB2连接于电压补偿器绕组v1和电压补偿器绕组y之间，所述双向晶闸管MCCC2连接于电压补偿器绕组w1和电压补偿器绕组y之间。

优选的，还包括三相控制保护开关QF和三相自耦降压器，所述三相控制保护开关QF的一端分别连接于双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCB1、双向晶闸管MCCC1的另一端，所述三相自耦降压器分别对应连接于三相控制保护开关和三相电压组合绕组之间。

优选的，还包括、操作系统、主控系统、驱动系统以及互感系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组电压组合绕组均通过互感系统连接于主控系统，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电压组合绕组工作。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提出的一种双绕组变压器电压调节装置,具体详见图1。当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制双向晶闸管MCCA1、MCCB1、MCCC1关断，同时接通双向晶闸管MCCA2、MCCB2、MCCC2，将电压补偿器绕组u1和电压补偿器绕组y短接、电压补偿器绕组v1和电压补偿器绕组y短接、电压补偿器绕组w1和电压补偿器绕组y短接,使输出电压等于当前电压值，当输入电压≤补偿阈值时，主控系统控制双向晶闸管MCCA2、MCCB2、MCCC2关断、同时接通双向晶闸管WTCU1、WTCV1、WTCW1，将一次绕组对二次绕组进行电压补偿，使输出电压达到预设电压值。本发明控制简单、安全可靠、调压速度快≤10毫秒、输入电压宽≥额定电压值*75％、输出电压精度高≤2％、连续安全运行时间≤1万小时、额定容量大≤5000KVA、使用寿命长≤25 年、并具有不间断自动旁路功能和实时自动监测功能等，能够弥补市面上产品的不足，具体表现为：①恒磁通调压变压器和②变磁通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，并且，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。③有载调压变压器在调整电压时易产生电弧，如果没有经常检修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造成混乱。

附图说明：

图1为本发明实施例中一种双绕组变压器电压调节装置的电路原理图。

具体实施方式

下面结合图1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，一种双绕组变压器电压调节装置，包括降压变压器和复数组电压补偿器，并应用于各种电压等级分类、各种冷却分类、各种外壳分类以及本摘要说明书所述的一系列电力变压器自动稳压装置除外的各种连接分类和组合分类。所述降压变压器还包括降压变压器高压绕组X、降压变压器高压绕组Y、降压变压器高压绕组Z、降压变压器高压绕组YN、降压变压器低压绕组x1、降压变压器低压绕组x2、降压变压器低压绕组 x3、降压变压器低压绕组x4、降压变压器低压绕组y1、降压变压器低压绕组y2、降压变压器低压绕组y3、降压变压器低压绕组y4、降压变压器低压绕组z1、降压变压器低压绕组z2、降压变压器低压绕组z3、降压变压器低压绕组z4以及复数组降压变压器调谐绕组A1、降压变压器调谐绕 A2、降压变压器调谐绕组B1、降压变压器调谐绕组B2、降压变压器调谐绕C1、降压变压器调谐绕组C2。所述电压补偿器还包括电压补偿器绕组 U1、电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V1、电压补偿器绕组V2、电压补偿器绕组W1、电压补偿器绕组W2、电压补偿器绕组u1、电压补偿器绕组v1、电压补偿器绕组w1、电压补偿器绕组y。还包括所述降压变压器调谐绕组A1连接于电压补偿绕组U1,所述降压变压器调谐绕组B1连接于电压补偿绕组V1,所述降压变压器调谐绕组C1连接于电压补偿绕组 W1,所述降压变压器调谐绕组A2连接于降压变压器调谐绕组B2和降压变压器调谐绕组C2还连接于电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V2以及电压补偿器绕组W2。还包括双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCA2、双向晶闸管MCCB1、双向晶闸管MCCB2、双向晶闸管MCCC1、双向晶闸管MCCC2，所述双向晶闸管MCCA1连接于电压补偿器绕组u1，所述双向晶闸管MCCB1 连接于电压补偿器绕组v1,所述双向晶闸管MCCC1连接于电压补偿器绕组 w1，所述双向晶闸管MCCA2连接于电压补偿器绕组u1和电压补偿器绕组 y之间，所述双向晶闸管MCCB2连接于电压补偿器绕组v1和电压补偿器绕组y之间，所述双向晶闸管MCCC2连接于电压补偿器绕组w1和电压补偿器绕组y之间。还包括三相控制保护开关QF和三相自耦降压器，所述三相控制保护开关QF的一端分别连接于双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCB1、双向晶闸管MCCC1的另一端，所述三相自耦降压器分别对应连接于三相控制保护开关和三相电压组合绕组之间。还包括、操作系统、主控系统、驱动系统以及互感系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组电压组合绕组均通过互感系统连接于主控系统，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电压组合绕组工作。

工作原理：当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制双向晶闸管MCCA1、MCCB1、MCCC1关断，同时接通双向晶闸管MCCA2、MCCB2、 MCCC2，将电压补偿器绕组u1和电压补偿器绕组y短接、电压补偿器绕组 v1和电压补偿器绕组y短接、电压补偿器绕组w1和电压补偿器绕组y短接,使输出电压等于当前电压值，当输入电压≤补偿阈值时，主控系统控制双向晶闸管MCCA2、MCCB2、MCCC2关断、同时接通双向晶闸管WTCU1、 WTCV1、WTCW1，将一次绕组对二次绕组进行电压补偿，使输出电压达到预设电压值。

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 (5)

1.Ⅲ类包括：Ⅲⅰ双绕组变压器电压调节装置、Ⅲⅱ变压器自动调压装置、Ⅲⅲ变压器电压调节装置，所述的Ⅲ类以Ⅲⅰ为代表，Ⅲⅰ为一种双绕组变压器电压调节装置，其特征在于：包括降压变压器和复数组电压补偿器，并应用于各种电压等级分类、各种冷却分类、各种外壳分类以及本摘要说明书所述的一系列电力变压器自动稳压装置除外的各种连接分类和组合分类。所述降压变压器还包括降压变压器高压绕组X、降压变压器高压绕组Y、降压变压器高压绕组Z、降压变压器高压绕组YN、降压变压器低压绕组x1、降压变压器低压绕组x2、降压变压器低压绕组x3、降压变压器低压绕组x4、降压变压器低压绕组y1、降压变压器低压绕组y2、降压变压器低压绕组y3、降压变压器低压绕组y4、降压变压器低压绕组z1、降压变压器低压绕组z2、降压变压器低压绕组z3、降压变压器低压绕组z4以及复数组降压变压器调谐绕组A1、降压变压器调谐绕A2、降压变压器调谐绕组B1、降压变压器调谐绕组B2、降压变压器调谐绕C1、降压变压器调谐绕组C2。所述电压补偿器还包括电压补偿器绕组U1、电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V1、电压补偿器绕组V2、电压补偿器绕组W1、电压补偿器绕组W2、电压补偿器绕组u1、电压补偿器绕组v1、电压补偿器绕组w1、电压补偿器绕组y。

2.根据权利要求1所述的一种双绕组变压器电压调节装置，其特征在于：还包括所述降压变压器调谐绕组A1连接于电压补偿绕组U1,所述降压变压器调谐绕组B1连接于电压补偿绕组V1,所述降压变压器调谐绕组C1连接于电压补偿绕组W1,所述降压变压器调谐绕组A2连接于降压变压器调谐绕组B2和降压变压器调谐绕组C2还连接于电压补偿器绕组U2、电压补偿器绕组V2以及电压补偿器绕组W2。

3.根据权利要求2所述的一种双绕组变压器电压调节装置，其特征在于：还包括双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCA2、双向晶闸管MCCB1、双向晶闸管MCCB2、双向晶闸管MCCC1、双向晶闸管MCCC2，所述双向晶闸管MCCA1连接于电压补偿器绕组u1，所述双向晶闸管MCCB1连接于电压补偿器绕组v1,所述双向晶闸管MCCC1连接于电压补偿器绕组w1，所述双向晶闸管MCCA2连接于电压补偿器绕组u1和电压补偿器绕组y之间，所述双向晶闸管MCCB2连接于电压补偿器绕组v1和电压补偿器绕组y之间，所述双向晶闸管MCCC2连接于电压补偿器绕组w1和电压补偿器绕组y之间。

4.根据权利要求3所述的一种双绕组变压器电压调节装置，其特征在于：还包括三相控制保护开关QF和三相自耦降压器，所述三相控制保护开关QF的一端分别连接于双向晶闸管MCCA1、双向晶闸管MCCB1、双向晶闸管MCCC1的另一端，所述三相自耦降压器分别对应连接于三相控制保护开关和三相电压组合绕组之间。

5.根据权利要求4所述的一种双绕组变压器电压调节装置，其特征在于：还包括、操作系统、主控系统、驱动系统以及互感系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组电压组合绕组均通过互感系统连接于主控系统，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电压组合绕组工作。

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