CN206099832U - 一种多级有载调压配电变压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多级有载调压配电变压器，属于输变电设备自动调压控制技术领域。该多级有载自动调压配电变压器，包括配电变压器、调压绕组模块和控制模块，调压绕组模块包括基本工作绕组W0、串接于基本工作绕组W0之后的调压绕组电路以及与调压绕组电路并联的限流保护电路A，在各调节绕组点的各连接点之间设有多个受控开关，控制模块根据低压侧电压变化控制受控开关的断开和/或闭合以调整低压侧电压。本实用新型通过控制基本工作绕组和调压绕组的同名端和异名端连接，使得所需分接头个数减半，减少分接开关数，降低成本和工艺难度，有载分接开关在电压档位变换过程都是不带电切换增加了配电变压器的使用寿命和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多级有载调压配电变压器，属于输变电设备自动调压控制技术领域。
背景技术
近几年来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，电力用户对电能质量及供电可靠性提出了更高的要求。同时，信息社会的飞速发展也对供电质量提出了新的挑战。
电压是衡量电能质量的最重要的指标之一，电压波动直接影响着农业生产和人民生活的正常运行。而这中间，起关键作用的就是配电变压器。它的性能决定这供电质量。如今，大多还是采用无励磁调压，开关结构简单易制，变压器结构较有载调压简单，但它的调压范围较小，一般在10%左右，这种方式，需要人工操作，而且需要切断电源，才可以调节。且从切断到重新恢复正常供电，时间较长（数分钟到数十分钟），会带来很大的经济损失，也会影响人们的正常生活。特别地，对一些农村偏远地区，电压波动可能达到10%以上，无励磁调压将不能适用。而有载调压能带负载调压，调压速度快，每调换一级电压约3～6s，开关可手动、电动操作，也能远方电动操作，便于实现自动化管理，调压范围较大，一般为10%以上。因此，对配电变压器有载调压的需求越来越高，引起了相关电力部门的重视。例如，一篇中国实用新型专利（申请号为201410847167.1，申请日为2014年12月31号，公开日为2015.4月29日）公开了一种“无触点有载自动调压配电变压器及进行自动调压的方法”，该方法能够实现配电变压器有载自动调压，且从高压侧分接头绕组获得电压，经电压互感器给单片机供电，避免了专门的启动电路。但此方案也存在以下不足：首先，采用此方案，调压级数将受到限制，若要增加调压级数，则要设置为与调压级数对应的抽头，会使得设计电路更为复杂；此外，该专利中的每相绕组过渡支路只有一条，，不同电压档位变换都需经过这条过渡支路实现，开关频繁断开或闭合会减少开关的使用寿命，降低配电变压器使用的可靠性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种多级有载调压配电变压器。
本实用新型为了解决上述技术问题提出的技术方案是：一种多级有载调压配电变压器，包括配电变压器、调压绕组模块和控制模块，
所述调压绕组模块包括基本工作绕组W0、串接于所述基本工作绕组W0之后的调压绕组电路以及与所述调压绕组电路并联的限流保护电路A，所述调压绕组电路包括顺序串联的调节绕组W1、调节绕组W2、调节绕组W3、调节绕组W4，在各调节绕组的连接点之间设有多个受控开关，所述调压绕组电路还包括限流保护电路B和限流保护电路C，所述限流保护电路串接于调节绕组W1和/或调节绕组W3之后，所述限流保护电路C串接于调节绕组W2和/或调节绕组W4之后；
所述控制模块包括位于配电变压器输出侧绕组用于监测低压侧电压的PLC控制系统，所述PLC控制系统根据配电变压器的电压变换控制受控开关的打开和/或闭合以调整所述配电变压器低压侧电压。
上述技术方案的改进是：所述受控开关为交流接触器，交流接触器一的常闭触点一端连接于调节绕组W1和调节绕组W2的连接点，交流接触器一的常开触点的一端连接于调节绕组W3和调节绕组W4的连接点，交流接触器一的常闭触点的另一端与交流接触器一的常开触点的另一端连接于同一连接点并在该连接点之后串接限流保护电路B；
交流接触器二的常闭触点一端连接于调节绕组W2和调节绕组W3的连接点，交流接触器二的常开触点的一端串接于调节绕组W4之后，交流接触器二的常闭触点的另一端与交流接触器二的常开触点的另一端连接于同一连接点，该连接点与交流接触器四的常闭触点一端连接；
交流接触器三的常闭触点的一端与交流基础器三的常开触点的一端相连，并串接于基本工作绕组W0之后，交流接触器三的常闭触点的另一端串接调节绕组W1，交流接触器三的常开触点的另一端连接于调节绕组W4与交流接触器二常开触点的连接点；
交流接触器四的常开触点的一端连接于交流接触器三的常闭触点与调节绕组W1的连接点，交流接触器四的常开触点的另一端与交流接触器四的常闭触点的另一端连接并在之后串联限流保护电路C。
上述技术方案的改进是：所述限流保护电路A为第一反并联晶闸管串接相互并联连接的第二反并联晶闸管和限流电阻R3；所述限流保护电路B为限流电阻R1串联第三反并联晶闸管后再与第四反并联晶闸管并联；所述限流保护电路C为限流电阻R2串联第五反并联晶闸管后再与第六反并联晶闸管并联。
上述技术方案的改进是：所述基本工作绕组W0、所述调节绕组W1、所述调节绕组W2、所述调节绕组W3、调节绕组W4的线圈匝数比为100:2.5:2.5:2.5:2.5。
上述技术方案的改进是：所述PLC控制系统实时采集所述配电变压器的低压侧C相电压与设定阈值比较，根据比较的结果对各反并联晶闸管以及各交流接触器的常闭触点和/或常开触点进行控制。
本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：对于大范围，例如9级调压，通常需要在每个高压绕组抽出9个抽头，会无形增加工艺的复杂，且成本也会增加许多；本实用新型通过控制基本工作绕组和调压绕组的同名端和异名端连接，使得分接头个数减半，减少分接开关数，降低成本和工艺难度。且一方面引入了2条过渡支路，另一方面本实用新型的调压方法是依据有载机械调压原理而设计，交流接触器在开关操作过程中均为不带电操作，增加了配电变压器的使用寿命和可靠性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型原理接线图。
图2是本实用新型启动到保持过程流程图。
图3是本实用新型降压过程流程图。
图4是本实用新型升压过程流程图。
具体实施方式
实施例
本实施例的一种多级有载调压配电变压器，图1所示，包括配电变压器、调压绕组模块和控制模块，配电变压器本体的高压绕组留有4个分接头，调压绕组模块包括基本工作绕组W0、串接于基本工作绕组W0之后的调压绕组电路以及与调压绕组电路并联的限流保护电路A，调压绕组电路包括顺序串联的调节绕组W1、调节绕组W2、调节绕组W3、调节绕组W4，在各调节绕组的连接点之间设有多个作为有载分接开关的交流接触器，调压绕组电路还包括限流保护电路B和限流保护电路C，限流保护电路串接于调节绕组W1和/或调节绕组W3之后，限流保护电路C串接于调节绕组W2和/或调节绕组W4之后；控制模块包括位于配电变压器输出侧绕组用于监测输出侧电压的PLC控制系统，PLC控制系统根据配电变压器的低压侧电压变化控制作为有载分接开关的反并联晶闸管以及交流接触器的打开和/或闭合以调整配电变压器低压侧电压。
本实施例的交流接触器一的常闭触点KM1一端连接于调节绕组W1和调节绕组W2的连接点，交流接触器一的常开触点-KM1的一端连接于调节绕组W3和调节绕组W4的连接点，交流接触器一的常闭触点KM1的另一端与交流接触器一的常开触点-KM1的另一端连接于同一连接点并在该连接点之后串接限流保护电路B；
交流接触器二的常闭触点KM2一端连接于调节绕组W2和调节绕组W3的连接点，交流接触器二的常开触点-KM2的一端串接于调节绕组W4之后，交流接触器二的常闭触点KM2的另一端与交流接触器二的常开触点-KM2的另一端连接于同一连接点，该连接点与交流接触器四的常闭触点KM4一端连接；
交流接触器三的常闭触点KM3的一端与交流基础器三的常开触点-KM3的一端相连，并串接于基本工作绕组W0之后，交流接触器三的常闭触点KM3的另一端串接调节绕组W1，交流接触器三的常开触点-KM3的另一端连接于调节绕组W4与交流接触器二常开触点-KM2的连接点；
交流接触器四的常开触点-KM4的一端连接于交流接触器三的常闭触点KM3与调节绕组W1的连接点，交流接触器四的常开触点-KM4的另一端与交流接触器四的常闭触点KM4的另一端连接并在之后串联限流保护电路C。
本实施例的限流保护电路A为第一反并联晶闸管VS1串接相互并联连接的第二反并联晶闸管VS2和限流电阻R3；限流保护电路B为限流电阻R1串联第三反并联晶闸管VS4后再与第四反并联晶闸管VS3并联；限流保护电路C为限流电阻R2串联第五反并联晶闸管VS6后再与第六反并联晶闸管VS5并联。
本实施例的基本工作绕组W0、调节绕组W1、调节绕组W2、调节绕组W3、调节绕组W4的线圈匝数比为100:2.5:2.5:2.5:2.5。
本实施例的PLC控制系统实时采集配电变压器的低压侧C相电压与设定阈值比较，根据比较的结果对各反并联晶闸管以及各交流接触器的常闭触点KM和/或常开触点-KM进行控制。
如图2所示，本实施例的根据配电变压器低压侧C相电压波动来控制各开关的开闭，保证其电压波动不超过额定电压UN±3%，变压器初始上电后，启动机构使变压器二次侧有电压输出，PLC监控系统工作，双向晶闸管VS1闭合，经过1S延时，闭合VS2，限流电阻R3切除，此时状态为0，变压器正常运行于额定电压UN，监控系统进入自动调节程序。
若二次侧电压UC（C相电压）在97%～103%UN之间波动，则进行降压过程，如图3所示，以A相为例，
（1）如果变压器二次侧输出电压UC>103%UN，一次侧应增加绕组匝数，从档位0过渡到档位-1(W1调节绕组接入)，变换过程: VS1和VS2闭合(初始状态)→断开VS2→闭合VS4→断开VS1，闭合VS3→断开VS4，变压器稳定运行于102.5%，变换过程结束。
（2）如果上述一次分接开关调节结束，输出电压UC>103%UN，一次侧应继续增加绕组匝数，档位-1过渡到档位-2（W1、W2调节绕组接入），变换过程：VS3闭合（初始状态）→闭合VS6→闭合VS5，断开VS3→断开VS6，变压器稳定运行于105%，变换过程结束。
（3）如果上述分接开关调节结束，输出电压UC>103%UN，一次侧应继续增加绕组匝数，档位-2变换到档位-3（W1、W2、W3调节绕组接入），这里需要说明，KM和-KM分别代表同一个交流接触器的常闭触点和常开触点，变换过程：VS5闭合（初始状态）→触发KM1（常闭触点断开，常开触点闭合）→闭合VS4→断开VS5，闭合VS3→断开VS4，变压器稳定运行于107.5%，变换过程结束。
（4）如果上述分接开关调节结束，输出电压UC>103%UN，一次侧应继续增加绕组匝数，档位-3过渡到档位-4（W1、W2 、W3、W4调节绕组接入），变换过程：VS3闭合（初始状态）→触发KM2（常闭触点断开，常开触点闭合）→闭合VS6→断开VS3，闭合VS5→断开VS6，变压器稳定运行于110%，变换过程结束。
若二次侧电压UC <97%UN，则进行升压过程，如图4所示，以A相为例，
（1）如果二次侧输出电压UC<97%UN，一次侧应减少绕组匝数，从档位0过渡到档位1(W4调节绕组反向接入)，变换过程: VS1，VS2闭合(初始状态)→断开VS2→触发KM1，KM3→闭合VS4→断开VS1，闭合VS3→断开VS4，变压器稳定运行于97.5%，变换过程结束。
（2）如果上述一次分接开关调节结束，输出电压UC<97%UN，一次侧应继续减少绕组匝数，档位-1过渡到档位-2（W4、W3调节绕组反向接入），变换过程：VS3闭合（初始状态）→闭合VS6→断开VS3，闭合VS5→断开VS6，变压器稳定运行于95%，变换过程结束。
（3）如果上述分接开关调节结束，输出电压UC<97%UN，一次侧应继续减少绕组匝数，档位-2过渡到档位-3（W4、W3、W2调节绕组反向接入），变换过程：VS5闭合（初始状态）→关断KM1→闭合VS4→断开VS5，闭合VS3→断开VS4，变压器稳定运行于92.5%，变换过程结束。
（4）如果上述分接开关调节结束，输出电压UC<97%UN，一次侧应继续减少绕组匝数，档位-3过渡到档位-4（W4、W3、W2、W1调节绕组反向接入），变换过程：VS3闭合（初始状态）→触发KM4→闭合VS6→断开VS3，闭合VS5→断开VS6，变压器稳定运行于90%，变换过程结束。
降压，升压过程需依次档位调节，不可多级跨档调节。
本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种多级有载调压配电变压器，包括配电变压器、调压绕组模块和控制模块，其特征在于：所述调压绕组模块包括基本工作绕组W0、串接于所述基本工作绕组W0之后的调压绕组电路以及与所述调压绕组电路并联的限流保护电路A，所述调压绕组电路包括顺序串联的调节绕组W1、调节绕组W2、调节绕组W3、调节绕组W4，在各调节绕组的连接点之间设有多个受控开关，所述调压绕组电路还包括限流保护电路B和限流保护电路C，所述限流保护电路串接于调节绕组W1和/或调节绕组W3之后，所述限流保护电路C串接于调节绕组W2和/或调节绕组W4之后；
所述控制模块包括位于配电变压器低压侧绕组用于监测低压侧电压的PLC控制系统，所述PLC控制系统根据配电变压器低压侧电压变化控制受控开关的打开和/或闭合以调整所述配电变压器低压侧电压。
2.根据权利要求1所述的多级有载调压配电变压器，其特征在于：所述受控开关为交流接触器，
交流接触器一的常闭触点一端连接于调节绕组W1和调节绕组W2的连接点，交流接触器一的常开触点的一端连接于调节绕组W3和调节绕组W4的连接点，交流接触器一的常闭触点的另一端与交流接触器一的常开触点的另一端连接于同一连接点并在该连接点之后串接限流保护电路B；
交流接触器二的常闭触点一端连接于调节绕组W2和调节绕组W3的连接点，交流接触器二的常开触点的一端串接于调节绕组W4之后，交流接触器二的常闭触点的另一端与交流接触器二的常开触点的另一端连接于同一连接点，该连接点与交流接触器四的常闭触点一端连接；
交流接触器三的常闭触点的一端与交流接触器三的常开触点的一端相连，并串接于基本工作绕组W0之后，交流接触器三的常闭触点的另一端串接调节绕组W1，交流接触器三的常开触点的另一端连接于调节绕组W4与交流接触器二常开触点的连接点；
交流接触器四的常开触点的一端连接于交流接触器三的常闭触点与调节绕组W1的连接点，交流接触器四的常开触点的另一端与交流接触器四的常闭触点的另一端连接并在之后串联限流保护电路C。
3.根据权利要求1所述的多级有载调压配电变压器，其特征在于：所述限流保护电路A为第一反并联晶闸管串接相互并联连接的第二反并联晶闸管和限流电阻R3；所述限流保护电路B为限流电阻R1串联第三反并联晶闸管后再与第四反并联晶闸管并联；所述限流保护电路C为限流电阻R2串联第五反并联晶闸管后再与第六反并联晶闸管并联。
4.根据权利要求1所述的多级有载调压配电变压器，其特征在于：所述基本工作绕组W0、所述调节绕组W1、所述调节绕组W2、所述调节绕组W3、调节绕组W4的线圈匝数比为100:2.5:2.5:2.5:2.5。
5.根据权利要求1所述的多级有载调压配电变压器，其特征在于：所述PLC控制系统实时采集所述配电变压器的低压侧C相电压与设定阈值比较，根据比较的结果对各反并联晶闸管以及各交流接触器的常闭触点和/或常开触点进行控制。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |