CN203632254U - 自动无功补偿智能配电变压器 - Google Patents

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周志军
黄留欣
杨伟杰
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本实用新型公开了一种自动无功补偿智能配电变压器，包括三相高压初级线圈和三相次低压次级线圈，所述的每相高压初级线圈上均设置有一组抽头，共三组抽头，其中第一组抽头通过电子分接开关的第一分接开关连接第一电容器，第二组抽头通过电子分接开关的第二分接开关连接第二电容器，第三组抽头通过电子分接开关的第三分接开关连接第三电容器；所述的电子分接开关与电子分接开关档位控制器连接，所述的电子分接开关档位控制器与微控制器连接，所述的微控制器的信号输入端连接有三相电压采集电路和三相电流采集电路。本实用新型利用电容器无功功率与电压的关系，调节电容器端电压从而调节无功输出，完成无功补偿。

Description

自动无功补偿智能配电变压器
技术领域
本实用新型涉及一种配电变压器，尤其涉及一种自动无功补偿智能配电变压器。
背景技术
目前,配电网无功补偿由于点多面广，负荷分散，自然功率因数只有0.6-0.7，且变化大，配网无功补偿多采用固定电容器组和VQC（电压无功控制）两种办法，固定电容器补偿效果不好；VQC装置由于不能过多分组，况且投切涌流及过电压又严重影响装置的运行，VQC寿命短，运行不可靠是普通存在的问题。
国内动态无功补偿技术有SVC（静止无功补偿器）、SVG（静止无功发生器）分组投切及调压型动态无功补偿等技术，有些设备由于投资大、容量大无法用于配网，有的运行可靠性差，目前尚未完全适合配网使用的动态无功补偿装置。具体如下所述：
1、SVC（包括晶闸管控制电抗器TCR和磁阀式可控电抗器MCR）：它是利用可调电抗和固定电容组组合，通过调节电抗器容量达到动态变化，满足系统要求。它容量相对较大，多为1000kvar以上，投资大，运行中有谐波污染，因此无法在配网中使用。
2、分组投切装置：它利用电容器分组技术，将固定电容器分成若干组，根据无功变化，进行投切，实现动态无功补偿。其缺点是投切涌流及过电压严重影响装置的使用，通常使用寿命为3-5年，且由于分组不能过多过细，补偿效果不好。
3 、SVG利用可控硅逆变技术，通过调节导通角产生容性或感性无功。由于技术复杂，运行中上谐波污染严重，目前配网中还没有应用。
因此，开发新的配网动态无功补偿技术与装置，是供电部门的迫切需要。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自动无功补偿智能配电变压器，能够较好地完成无功补偿功能。
本实用新型采用下述技术方案：一种自动无功补偿智能配电变压器，包括三相高压初级线圈和三相次低压次级线圈，还包括有电子分接开关、电子分接开关档位控制器和微控制器，所述的每相高压初级线圈上均设置有一组抽头，共三组抽头，其中第一组抽头通过电子分接开关的第一分接开关连接第一电容器，第二组抽头通过电子分接开关的第二分接开关连接第二电容器，第三组抽头通过电子分接开关的第三分接开关连接第三电容器，所述的第一电容器、第二电容器和第三电容器的另一端连接在一起；所述的电子分接开关与电子分接开关档位控制器连接，所述的电子分接开关档位控制器与微控制器连接，所述的微控制器的信号输入端连接有三相电压采集电路和三相电流采集电路。
所述的三组抽头均包括有5-7个抽头。
所述的微控制器连接有通信单元。
本实用新型解决了目前无功补偿采用接触器投切电容器组，而接触器容易烧坏，工作寿命短，维护工作量大的缺点。本实用新型采取与以往完全不同的补偿原理，利用电容器无功功率与电压的关系，通过控制配电变压器多抽头，调节电容器端电压从而调节无功输出，完成无功补偿。本实用新型在运行中工作稳定，无涌流及过电压，电容器工作电压永低于额定电压，电容器使用安全寿命长；运行机制行中无谐波污染电网。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为电子分接开关的控制单元的原理示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型公开了一种自动无功补偿智能配电变压器，包括三相高压初级线圈（A、B、C ）和三相次低压次级线圈(a、b、c)，还包括有电子分接开关、电子分接开关档位控制器和微控制器，所述的每相高压初级线圈上均设置有一组抽头，共三组抽头，所述的三组抽头均包括有5-7个抽头，本实施例中采用的是7个抽头（1、2、3、4、5、6、7）。其中第一组抽头通过电子分接开关的第一分接开关连接第一电容器C1，第二组抽头通过电子分接开关的第二分接开关连接第二电容器C2，第三组抽头通过电子分接开关的第三分接开关连接第三电容器C3，所述的第一电容器C1、第二电容器C2和第三电容器C3的另一端连接在一起；所述的电子分接开关与电子分接开关档位控制器连接，所述的电子分接开关档位控制器与微控制器连接，所述的微控制器的信号输入端连接有三相电压采集电路和三相电流采集电路。
所述的微控制器连接有通信单元，发出远方信号给监控中心。
本实用新型利用电容器无功功率Q与电压U的关系即：Q=2πfCU2，通过改变U来调节无功输出动态补偿，f为电源频率，50Hz，C为电容器的电容值。具体原理如下所述：
三相高压初级线圈上设置的7个电压抽头，每级调节额定电压的5%-8%，7个电压抽头通过外部的电子分接开关（或内部的分接开关（机械式））将电压移出接在电容器上，电容器的容量则根据配电变压器的容量和实际负荷来确定。微控制器采用九区图原理，利用电源侧电流、电压作输入信号，内部进行分拆计算，并设置控制门限，例如设定控制门限为：功率因数（0.9-0.95），当COS∮＜0.9时，微控制器发出升压信号给电子分接开关档位控制器，使其改变电子分接开关的档位，从而使线圈匝数变多，自动调高输出电压，增加无功输出，提高功率因数；当COS∮＞0.95时，微控制器发出降压信号给电子分接开关档位控制器，使其改变电子分接开关的档位，从而使线圈匝数变少，自动调低输出电压，降低功率因数，使COS∮保持在0.9-0.95之间，以减少线损达到节能节电的目的。其中电子分接开关控制器为现有产品，微控制器采用的九区图原理也为成熟的公知原理。

Claims (3)

1.一种自动无功补偿智能配电变压器，包括三相高压初级线圈和三相次低压次级线圈，其特征在于：还包括有电子分接开关、电子分接开关档位控制器和微控制器，所述的每相高压初级线圈上均设置有一组抽头，共三组抽头，其中第一组抽头通过电子分接开关的第一分接开关连接第一电容器，第二组抽头通过电子分接开关的第二分接开关连接第二电容器，第三组抽头通过电子分接开关的第三分接开关连接第三电容器，所述的第一电容器、第二电容器和第三电容器的另一端连接在一起；所述的电子分接开关与电子分接开关档位控制器连接，所述的电子分接开关档位控制器与微控制器连接，所述的微控制器的信号输入端连接有三相电压采集电路和三相电流采集电路。
2.根据权利要求1所述的自动无功补偿智能配电变压器，其特征在于：所述的三组抽头均包括有5-7个抽头。
3.根据权利要求2所述的自动无功补偿智能配电变压器，其特征在于：所述的微控制器连接有通信单元。
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