CN203813439U - 配电线路自动调压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配电线路自动调压器，包括电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关、三相自耦变压器和调压控制器；其中，带隔离开关的真空断路器和三相自耦变压器与三相有载分接开关相连接，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关和三相自耦变压器的二次回路分别与调压控制器相连接。该调压器安全、可靠，能够实现配电线路调压范围最大为±30%Un的宽范围调压，并能够进行远程监控。本实用新型不仅适用于一般配电线路，也适用于电压波动特别大、线路中后端电压特别低的6kV、10kV、35kV配电线路，解决了有载分接开关在最高档、线路停电再送电等极端情况时线路调压器输出高电压的隐患，便于管理人员实时了解设备的运行状态。

Description

配电线路自动调压器

技术领域

本实用新型属于电气工程领域，具体涉及一种配电线路自动调压器，该调压器适用于电力系统高压配电线路。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展，各行各业以及居民用电需求不断增加，部分配网线路供电半径长，线路电压随负荷、季节及昼夜变化大，线路中后端电压偏低，难以满足供电需求；保证良好电能质量及可靠性是电力系统的基本要求，电压是电能质量中最基本也是最重要的参数，该参数直接关系到电网和电气设备的安全运行，过电压会加速绝缘的老化，降低电网和用电设备寿命，甚至会造成事故，低电压会导致设备出力不足，使用效率低下，严重时会损坏电动机等用电设备。

针对部分线路电压不合格的问题，通过线路调压器可减少电压波动，使电压偏差达到国标要求，提高了电网运行的安全性。国内现有的线路调压器目前普遍采用机械式有载分接开关，使用自身提供的电源，当有载分接开关在最高档、出现线路停电再送电等极端运行情况时，线路调压器输出端电压异常高甚至烧毁其后端用电设备，基于安全因素，现有线路调压器的调压范围一般不超过20%Un，针对一些电压波动特别大的线路，现有的线路调压器难以满足要求。此外，配电线路设备一般安装于野外，缺少通信电缆或光缆等传输介质，管理人员不能及时掌握设备运行工况，难以做好运行维护工作。

发明内容

鉴于以上已有技术存在的缺陷或不足之处，本实用新型的目的在于，提供一种配电线路自动调压器，该调压器安全、可靠，能够实现配电线路调压范围最大为±30%Un的宽范围调压，并能够进行远程监控。本实用新型不仅适用于一般配电线路，也适用于电压波动特别大、线路中后端电压特别低的配电线路，解决了有载分接开关在最高档、线路停电再送电等极端情况时线路调压器输出高电压的隐患，便于管理人员实时了解设备的运行状态。

为了实现上述任务，本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

一种配电线路自动调压器，包括电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关、三相自耦变压器和调压控制器；其中，带隔离开关的真空断路器和三相自耦变压器分别与三相有载分接开关相连接，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关和三相自耦变压器分别与调压控制器相连接。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

该配电线路自动调压器的单相结构包括电源变压器、带隔离开关的真空断路器、第一避雷器、分接开关、串联绕组、公共绕组、调压控制器和第二避雷器；其中，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、第一避雷器、分接开关、调压控制器、第二避雷器、单相隔离开关依次串联在配电线路中，其中，电源变压器与配电线路的连接点为电源输入端，单相隔离开关与配电线路的连接点为负荷输出端；其中，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、分接开关的驱动电机和公共线圈分别与调压控制器相连接；分接开关与串联线圈相连接；极性转换开关与串联线圈和公共线圈分别连接。

所述调压控制器包括信号变换放大电路、A/D转换模块、DSP芯片、档位编码及电机驱动输出模块、电源模块、辅助功能模块和后备电源，其中，所述后备电源通过电源模块连接DSP芯片，信号变换放大电路通过A/D转换模块连接DSP芯片；档位编码及电机驱动输出模块、辅助功能模块连接DSP芯片。

本实用新型中，三相自耦变压器所有分接位置均能实现满容量分接，各档位均能达到额定电流；广泛应用于6kV、10kV、35kV该调压器适用于6kV、10kV、35kV配电网电压波动大、压降大的线路或具有小水电发电等新能源接入的配电线路、变电站等；配合潮流识别技术（模块）后还可以应用与环网供电或有水电的多电源供电线路。其主要优点如下：

1）自动调整输出电压，电压调整精度高，动作可靠；

2）使用极性转换开关及三相有载分接开关，可实现±30%Un的宽范围调压；

3）具备断电失压分闸、来电调整至直通档后自动重合电源侧断路器的功能，有效地解决了调压器在线路停电再送电时存在的安全隐患；

4）可通过GPRS/3G通讯模块查看、修改控制器的参数，便于维护。

附图说明

图1为本实用新型的配电线路自动调压器的结构框图。

图2为三相自耦变压器中线圈的排列方式示意图。

图3为本实用新型的配电线路自动调压器的调压一次接线图。

图4为本实用新型的配电线路自动调压器的单相结构示意图。

图5为调压控制器的电路示意图。

图中的标号含义：1、电源输入端，2、电源变压器，3、带隔离开关的真空断路器，4、第一避雷器，5、分接开关，6、串联线圈，7、分接开关的驱动电机，8、负荷输出端，9、单相隔离开关，10、第二避雷器，11、极性转换开关，12、调压控制器，13、公共线圈。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的配电线路自动调压器，包括电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关、三相自耦变压器和调压控制器；其中，带隔离开关的真空断路器和三相自耦变压器分别与三相有载分接开关相连接，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关和三相自耦变压器分别与调压控制器相连接。

参见图2所示的三相自耦变压器中线圈的排列方式示意图，三相自耦变压器由三柱式铁心、三相公共线圈和三相串联线圈组成；其中，三相公共线圈位于三柱式铁心与三相串联线圈之间，各分接引线都按照额定电流进行选择；设计线圈时充分考虑短路状态下电动力的影响，进行安匝平衡校验，使得三相自耦变压器具备较强的抗短路能力。

参见图3所示的调压一次接线图以及图4所示的本实用新型的单相结构示意图。由于将本实用新型应用于配电线路时，三相结构中各单相结构是完全相同的，因此，仅介绍单相结构。单相结构中包括电源变压器2、带隔离开关的真空断路器3、第一避雷器4、分接开关5、串联绕组6、公共绕组13、调压控制器12、第二避雷器10和单相隔离开关9；其中，电源变压器2、带隔离开关的真空断路器3、第一避雷器4、分接开关5、调压控制器12、第二避雷器10、单相隔离开关9依次串联在配电线路中，其中，电源变压器2与配电线路的连接点为电源输入端1，单相隔离开关9与配电线路的连接点为负荷输出端8。其中，电源变压器2、带隔离开关的真空断路器3、分接开关的驱动电机5和公共线圈13分别与调压控制器12相连接；分接开关5与串联线圈6相连接；极性转换开关11与串联线圈6和公共线圈13分别连接。

上述部件中，电源变压器2为本实用新型提供操作电源，带隔离开关的真空断路器3起到短路保护作用，第一避雷器4和第二避雷器10用于大气过电压保护，分接开关5、分接开关的驱动电机7、串联线圈6、公共线圈13和极性转换开关11在调压控制器的控制下共同实现变比调节，调压控制器12根据调压控制器输出端的电压调节分接开关5的内部位置，从而实现对三相有载分接开关进行控制。

本实用新型的工作原理如下：

调压控制器12从三相自耦变压器副边采集电压信号（即采集PT二次侧电压），其中，PT变比为10000/220，精度为0.5级），调压控制器12将采集到的电压与设定的基准电压相比较。如果所采集的电压大于基准电压达到允许调节范围，控制器经过延时后发出控制信号驱动分接开关的电机7，实现使三相有载分接开关升档；如果所采集的电压信号小于基准电压达到允许调节范围，调压控制器11经过延时后发出控制信号驱动三相有载分接开关中的电机7，从而使三相有载分接开关降档。每次调档结束后，调压控制器继续采集三相自耦变压器输出侧的电压信号，与设定的基准电压进行比较，经过延时后发出控制信号，直到三相自耦变压器输出侧电压达到设定要求为止。三相有载分接开关在最高档、调压器前端停电时，调压控制器11由后备电源提供工作电源，调压控制器11检测到电源变压器2输入电压、输出电压12均为0，发出指令使电源侧的带隔离开关的真空断路器3分闸；当线路再次送电时，三相自耦变压器没有电压输入也就没有高电压输出，调压控制器11使用电源变压器2提供的操作电源将三相有载分接开关5的档位调至直通档后自动将电源侧断路器合闸，三相自耦变压器的输入端电压和输出端电压相同，避免了输出端产生高电压的危险。

调压控制器的硬件电路如图5所示，该电路主要包括以下单元：

（1）信号变换、放大电路，用于将模拟信号调理成适配A/D转换的信号；

（2）A/D转换模块，用于将输入的模拟量转换为数字量，以便DSP芯片接收和处理；

（3）中央处理模块（DSP芯片），用于完成本实用新型的自动控制；

（4）档位编码及电机驱动输出模块，即档位译码模块部分和电机驱动输出部分，用于将DSP芯片发出的控制信号转换为驱动电机转动的信号；

（5）电源模块，用于给整个调压控制器11电路供电；

（6）辅助功能模块，主要包括LED显示及键盘、定值存储及看门狗模块和GPRS/3G接口。其中，辅助功能模块用作人机交互接口。

（6）后备电源，用于在线路停电后给调压控制器11提供工作电源，并给带隔离开关的真空断路器3提供分闸的电源能量。

上述部件中，后备电源通过电源模块连接DSP芯片，信号变换放大电路通过A/D转换模块连接DSP芯片；档位编码及电机驱动输出模块、辅助功能模块连接DSP芯片。

由于本实用新型的配电线路智能调压器运行在高压电网中，一旦发生故障所带来的危害和损失是巨大的。考虑到三相有载分接开关的寿命和用户对调压精度的不同要求，防止三相有载分接单元频繁动作，调压控制器11可以对各个参数进行设置。调压控制器设有欠压、过流、过压保护功能，欠压、过流保护功能是：如果馈线电压低于设定值，调压控制器进入欠压保护状态，即不发出升档动作指令；而当馈线调压器输出侧电流高于设定值时，调压控制器进入过流保护状态，也不发出升降档动作指令。为了方便各项参数的设定和各实时值的读取，调压控制器还可以显示取样电压、电流、动作次数、分接单元当前位置等参数。

Claims (3)

1.一种配电线路自动调压器，其特征在于，包括电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关、三相自耦变压器和调压控制器；其中，带隔离开关的真空断路器和三相自耦变压器分别与三相有载分接开关相连接，电源变压器、带隔离开关的真空断路器、三相有载分接开关和三相自耦变压器分别与调压控制器相连接。

2.如权利要求1所述的配电线路自动调压器，其特征在于，该配电线路自动调压器的单相结构包括电源变压器（2）、带隔离开关的真空断路器（3）、第一避雷器（4）、分接开关（5）、串联绕组（6）、公共绕组（13）、调压控制器（12）和第二避雷器（10）；其中，电源变压器（2）、带隔离开关的真空断路器（3）、第一避雷器（4）、分接开关（5）、调压控制器（12、第二避雷器（10）、单相隔离开关（9）依次串联在配电线路中，其中，电源变压器（2）与配电线路的连接点为电源输入端（1），单相隔离开关（9）与配电线路的连接点为负荷输出端（8）；其中，电源变压器（2）、带隔离开关的真空断路器（3）、分接开关的驱动电机（5）和公共线圈（13）分别与调压控制器（12）相连接；分接开关（5）与串联线圈（6）相连接；极性转换开关（11）与串联线圈（6）和公共线圈（13）分别连接。

3.如权利要求1或2所述的配电线路自动调压器，其特征在于，所述调压控制器（12）包括信号变换放大电路、A/D转换模块、DSP芯片、档位编码及电机驱动输出模块、电源模块、辅助功能模块和后备电源，其中，所述后备电源通过电源模块连接DSP芯片，信号变换放大电路通过A/D转换模块连接DSP芯片；档位编码及电机驱动输出模块、辅助功能模块连接DSP芯片。