CN210007394U - 一种智能型10kv有载调容调压装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低压电器技术领域，且公开了一种智能型10KV有载调容调压装置，包括：有载调容调压开关，配置在有载调容调压变压器高压的一侧；所述有载调容调压开关的高压部分通过高低压导电连杆与低压转盘连接；有载调容调压控制器，通过电流传感器、电压传感器、所述有载调容调压开关与所述有载调容调压变压器电性连接；本实用新型能够有效解决配电网尤其是农网因用电负荷的季节性或周期性变化特点造成的空载损耗高及低电压等实际问题，可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升配电台区的经济运行水平，提高供电电压质量。

Description

一种智能型10KV有载调容调压装置及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及有载调容调压装置领域，具体为一种智能型10KV有载调容调压装置及其控制系统。

背景技术

采用10KV调容调压装置后，一般供电公司的电压合格率能够达到90％以上。10kV配电变压器是现行供、配电体系中的终端供电变压器，其应用最广，数量巨大，但现招标及正在运行的，基本都是无励磁调压产品。2015年1月19日，国网运检部下发并开始实施《配网“低电压”治理技术原则(试行)》，《技术原则》将“更换有载调压配变”列为主要的技术手段。根据我司试运行的26台有载调压配电变压器的运行数据分析，更换有载调压配变后可将电压合格率平均提高19.8％。因此,随着国家智能电网的建设,推广应用有载调压配变是大势所趋。有载调压配变对提高电压合格率的作用是显而易见的，但其节能效果也是非常显著的，往往被忽视。由于目前使用的基本是无励磁调压产品,轻载高电压运行的工况是非常普遍的,配电变压器损耗的增加也是非常“惊人”的，需要采取措施进行有效控制。

配电变压器是配电网的核心及主要损耗设备，目前全国约有1000多万台配电变压器挂网运行。随着我国社会经济的快速发展，配电网用电负荷急剧增加，且呈现明显的季节性和周期性用电特点，配电变压器运行出现过载烧损、空载损耗占比高、无功损耗大、三相负荷严重不平衡等状况。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了智能型10KV有载调容调压装置及其控制系统，能够有效解决配电网尤其是农网因用电负荷的季节性或周期性变化特点造成的空载损耗高及低电压等实际问题，可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升配电台区的经济运行水平，提高供电电压质量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种智能型10KV有载调容调压装置，包括：有载调容调压开关，配置在有载调容调压变压器高压的一侧，所述有载调容调压开关包括底座(1)，所述底座(1)的一端上固定设置有电动机，其另一端为笼子式安装壳，所述安装壳内设置有转轴(2)，所述转轴(2)与所述电动机连接，所述安装壳上设置有若干根绝缘横窄条，沿圆周分布，每根所述绝缘横窄条上设置有三个定触头(6)，所述定触头(6)与高压三相线圈的同一档位的分接头连接；所述转轴(2)为所述高压三相线圈的中性点，所述转轴(2)上固定设置有所述高压三相线圈的三个动触头，每个所述动触头包括一个主触头(4)和一个辅助触头(5)，所述主触头(4)与所述转轴(2)连接；所述主触头(4)与所述辅助触头(5)之间接有过渡电阻；所述有载调容调压开关的低压部分由中性点动触头(7)和静触头(9,11)组成；所述有载调容调压开关的高压部分通过高低压导电连杆(12,13)与低压转盘(10)连接；有载调容调压控制器，通过电流传感器、电压传感器、所述有载调容调压开关与所述有载调容调压变压器电性连接。

优选地，所述有载调容调压控制器采用金属外壳，所述金属外壳的内外表面均涂覆保护层。

一种智能型10KV有载调容调压控制系统，包括：所述有载调容调压开关，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器接收主电源与备用电源的电信号，所述有载调容调压控制器还接收所述电流传感器与所述电压传感器的电信号，所述电流传感器与所述电压传感器均接收所述有载调容调压变压器的电信号，所述有载调容调压变压器接收所述有载调容调压开关的电信号。

优选地，所述有载调容调压控制器还接收控制面板、红外线传感器、距离传感器的电信号。

优选地，所述10KV有载调容调压控制系统还包括警铃，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

优选地，所述10KV有载调容调压控制系统还包括显示器，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

优选地，所述10KV有载调容调压控制系统还包括USB接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

优选地，所述10KV有载调容调压控制系统还包括RS485接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述RS485接口的电信号。

优选地，所述有载调容调压控制器的输出接口至少设置有1路所述RS485接口和1路所述USB接口。

优选地，所述10KV有载调容调压控制系统还包括Zigbee模块，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述Zigbee模块的电信号；所述10KV有载调容调压控制系统还包括光纤接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述光纤接口的电信号。

有载调容调压控制器通过监测有载调容调压变压器低压侧的电压判断当前电压是否在供电要求范围内，若电压过高，则输出降档命令，若电压过低，则输出升档指令；从而在不停电的状态下，自动调整变压器的档位，保证了输出电压的合格率；有载调容调压控制器通过监测变压器低压侧的电流判断当前负荷大小，根据容量整定值并判定相关约束条件，若满足设定条件则发出相应调容控制命令给有载调容开关，有载调容开关根据控制指令可靠开合动作，从而在不需要停电的状态下，自动完成有载调容调压变压器高、低容量的切换。

与现有技术相比，本实用新型提供了智能型10KV有载调容调压装置及其控制系统，具备以下有益效果：

本实用新型能够有效解决配电网尤其是农网因用电负荷的季节性或周期性变化特点造成的空载损耗高及低电压等实际问题，可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升配电台区的经济运行水平，提高供电电压质量。

本实用新型在调压转换分接头时，利用过渡电阻构成相邻两个分接头间的桥接，使负载电流不会间断，并限制桥接回路的电流，使主触头脱离定触头时电弧容易熄灭。

附图说明

图1为本实用新型的有载调容调压控制器外观示意图；

图2为本实用新型的一次原理图；

图3为本实用新型的有载调容调压开关结构示意图；

图4为本实用新型的有载调容调压开关原理示意图；

图5为本实用新型的有载调容调压控制器接线示意图；

图6为本实用新型的有载调容调压控制器原理框图。

图中底座上(1)、转轴(2)、主触头(4)、辅助触头(5)、定触头(6)、中性点动触头(7)、低压转盘(10)、静触头(9,11)、高低压导电连杆(12,13)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

根据图1至图6所示，一种智能型10KV有载调容调压装置，包括：有载调容调压开关，配置在有载调容调压变压器高压的一侧，所述有载调容调压开关包括底座(1)，所述底座(1)的一端上固定设置有电动机，其另一端为笼子式安装壳，所述安装壳内设置有转轴(2)，所述转轴(2)与所述电动机连接，所述安装壳上设置有5根绝缘横窄条，沿圆周分布，每根所述绝缘横窄条上设置有三个定触头(6)，所述定触头(6)与高压三相线圈的同一档位的分接头连接；所述转轴(2)为所述高压三相线圈的中性点，所述转轴(2)上固定设置有所述高压三相线圈的三个动触头，每个所述动触头包括一个主触头(4)和一个辅助触头(5)，所述主触头(4)与所述转轴(2)连接；所述主触头(4)与所述辅助触头(5)之间接有过渡电阻；所述有载调容调压开关的低压部分由中性点动触头(7)和静触头(9,11)组成；所述有载调容调压开关的高压部分通过高低压导电连杆(12,13)与低压转盘(10)连接；有载调容调压控制器，通过电流传感器、电压传感器、所述有载调容调压开关与所述有载调容调压变压器电性连接；所述有载调容调压控制器采用金属外壳，所述金属外壳的内外表面均涂覆保护层。

一种智能型10KV有载调容调压控制系统，包括：所述有载调容调压开关，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器接收主电源与备用电源的电信号，所述有载调容调压控制器还接收所述电流传感器与所述电压传感器的电信号，所述电流传感器与所述电压传感器均接收所述有载调容调压变压器的电信号，所述有载调容调压变压器接收所述有载调容调压开关的电信号。

优选地，所述有载调容调压控制器还接收控制面板、红外线传感器、距离传感器的电信号；，所述10KV有载调容调压控制系统还包括警铃，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述10KV有载调容调压控制系统还包括显示器，接收所述有载调容调压控制器的电信号；所述10KV有载调容调压控制系统还包括USB接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号；所述10KV有载调容调压控制系统还包括RS485接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述RS485接口的电信号；所述有载调容调压控制器的输出接口至少设置有1路所述RS485接口和1路所述USB接口；所述10KV有载调容调压控制系统还包括Zigbee模块，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述Zigbee模块的电信号；所述10KV有载调容调压控制系统还包括光纤接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述光纤接口的电信号。

实施例2：

实施例2为本实用新型的优选实施例，根据图1至图6所示：一种智能型10KV有载调容调压装置，包括：有载调容调压开关，配置在有载调容调压变压器高压的一侧，所述有载调容调压开关包括底座(1)，所述底座(1)的一端上固定设置有电动机，其另一端为笼子式安装壳，所述安装壳内设置有转轴(2)，所述转轴(2)与所述电动机连接，所述安装壳上设置有7根绝缘横窄条，沿圆周分布，每根所述绝缘横窄条上设置有三个定触头(6)，所述定触头(6)与高压三相线圈的同一档位的分接头连接；所述转轴(2)为所述高压三相线圈的中性点，所述转轴(2)上固定设置有所述高压三相线圈的三个动触头，每个所述动触头包括一个主触头(4)和一个辅助触头(5)，所述主触头(4)与所述转轴(2)连接；所述主触头(4)与所述辅助触头(5)之间接有过渡电阻；所述有载调容调压开关的低压部分由中性点动触头(7)和静触头(9,11)组成；所述有载调容调压开关的高压部分通过高低压导电连杆(12,13)与低压转盘(10)连接；有载调容调压控制器，通过电流传感器、电压传感器、所述有载调容调压开关与所述有载调容调压变压器电性连接；所述有载调容调压控制器采用金属外壳，所述金属外壳的内外表面均涂覆保护层。

有载调容调压变压器是指变压器高压侧配有载调容调压开关，可以在不中断供电的情况下根据二次侧电压的波动调整电压比使得二次侧电压始终稳定在所期望的电压附件，适用于供电质量较差，或对电压的稳定性要求较高的场合。

(一)有载调容调压控制器，在有载调容调压变压器负载或励磁条件下，能够自动检测变压器运行负荷和电压工况，依据预设的条件进行自动判断并发出相应指令，实现有载调容调压变压器大、小容量运行方式的自动切换和分接档位自动调节以及传递有载调容调压变压器的各种实时和历史运行数据与信息的控制装置。

有载调容调压控制器有手动和自动两种控制方式，自动控制时能根据负载大小、二次输出电压高低，准确控制有载调容分接开关与有载调压分接开关动作，有载调容调压控制器具备监测调容调压变运行参数、整定门限参数、记录运行数据和事件、指示运行状态、本地通信以及发出闭锁告警信号等功能。同时有载调容调压控制器具备外接扩展通信模块，能实现远程与近程通信以及与智能配电变压器终端间相互通信的功能。

1.有载调容调压控制器功能：

a)监测功能

1)控制器应具有实时数据采集和处理功能，包括监测有载调容调压变低压侧三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率和功率因数等参数；

2)控制器应具有实时监测有载调容分接开关与有载调压分接开关大、小容量及分接档位位置的功能；

3)采集的信息内容符合DL/T 698.1中的规定。

b)调容、调压控制功能

1)控制器应具备手动控制与自动控制两种工作方式，并互为闭锁；

2)控制器应具有在停机重新供电后自动控制切换到大容量运行方式功能和自动控制切换到额定分接档位运行方式功能；

3)当变压器低压侧电压波动超过调压设定门限值时，控制器可自动通过调节变压器分接档位来调节电压高低，是变压器低压侧电压输出稳定在合格范围内；

4)控制器可根据负载变化改变调容变压器的容量，当负载电流大于增容门限值时自动将变压器调整到大容量档运行，当负载电流小于降容门限值自动将变压器调整到小容量档运行；

5)控制器应具有同时控制调容与调压分接开关的功能，调容分接开关和调压分接开关不得同时动作，且相互闭锁。

c)运行数据和事件记录功能

1)控制器可记录调压动作次数、调容和调压时刻的电压和电流值、大容量和小容量调容时间记录、每日整点时刻的三相电流值、电压值、有功功率、无功功率、功率因数以及调容调压分接开关位置状态、闭锁信息、装置告警信息、装置重启信息、手动控制、自动控制、远程控制状态切换记录等。

d)参数整定功能

1)控制器应具有大、小容量及电压分接档位、动作次数、动作电流、动作电压门限设定和动作时间整定的功能，门限设定参数误差不应大于±5％；

2)控制器应具有大、小容量及电压分接档位、动作次数、动作电流、动作电压门限设定和动作时间整定的功能，门限设定参数误差不应大于±5％；

3)控制器应具有时钟设定、调容次数清除、累计时间清除和恢复出厂设定功能；

4)控制器应具有二次设定输出电压、调压精度、调压延时时间、单日调容、调压最大次数的整定功能。

e)运行状态指示功能

控制器应具有对各种控制方式、告警、闭锁、运行等状态进行指示的功能。

f)通信功能

控制器应具备USB、RS485及短距离无线通讯接口，即可实现就地通信与短距离通讯，也可通过RS485接口与GPRS/CDM/CDMA模块/以太网模块相连，实现远程通信。

g)闭锁告警功能

1)控制器检测到调容分接开关发生拒动故障时，闭锁输出回路并发出告警信号，如变压器位于小容量状态，还应输出使低压侧总开关跳闸的动作信号；

2)超出每日设定调容次数后，控制器应闭锁输出回路并使调容分接开关保持在大容量位置；

3)超出每日设定调压次数后，控制器应闭锁输出回路并使调压分接开关保持在额定档位。

h)数据下载和远程升级功能

1)控制器可实现数据下载和远程升级的功能。

2.有载调容调压控制器的结构：

a)控制器通常单独安装在调容调压变的控制箱内，同时也适用于户外配电箱、户内配电柜和箱式变电站低压室等封闭空间安装；

b)控制器应采用密闭壳体，防护等级应满足GB 4208中规定的IP54要求；

c)控制器外壳应有足够的机械强度，以承受使用或搬运过程中可能遇到的外部机械力；

d)控制器中使用的紧固件和调整件应有锁紧措施，以保证在正常使用条件下不会因；

e)控制器采用金属外壳时，外壳内外表面均应进行涂覆处理，涂覆层应均匀美观，有牢固的附着力；外壳应提供接地端子，并应设有明显的接地标志；

f)控制器使用的印刷电路板及导线的质量应符合有关标准的规定；

g)控制器面板应设置指示灯，用于显示大、小容量位置状态、电压分接档位工作位置状态，自动、手动调容控制模式，闭锁指示，告警指示及运行指示等；

h)控制器输出接口应至少有1路RS485接口和1路USB接口。

(二)有载调容调压分接开关在有载调容调压控制器指令的控制下，执行切换和分档调节：有载调容分接开关应具有同时切换高压绕组和低压绕组连接方式的功能，每个切换过程应在20ms～40ms内完成；有载调容分接开关在切换时，三相触头不同时期时间不应大于4ms，三相触头合闸的最大弹跳时间不应大于4ms；有载调容分接开关在大、小容量切换过程中，需保持低压侧供电的连续性。

注：对应用于居民小区、村庄、路灯、一般性工厂等场所、对低压侧供电电压质量无严格要求的调容调压变，允许有载调容分接开关在保持高压侧励磁不断电与低压侧负载短时中断的条件下进行大小容量转换。在切换过程中不得形成低压侧明显断电现象(如导致低压侧用电设备产生断电重启、闪烁、波动等情况),低压侧电流波形的中间时间不应大于20ms，产生截流过电压持续时间不应大于20ms，且不得造成供电设备的损坏。

1.有载调容分接开关性能：

a)有载调容分接开关的额定容量不低于调容调压变最大额定容量；

b)有载调容分接开关工作负载切换容量为额定“级”电压与临界转换电流的乘积，即为调容变压器临界转换容量；

c)有载调容分接开关开断容量为两倍临界转换电流与相关额定“级”电压的乘积，即为调容变压器两倍的临界转换容量；

d)有载调容分接开关的电气寿命不低于50000次，机械寿命不低于100000次；

e)有载调容分接开关的电动操作机构应设有切换限流(过流闭锁)装置，切换过程中电压不得中断；

f)有载调容分接开关的电动操作机构工作电源为AC220V/AC380V，允许偏差范围：-20％～﹢20％；

g)有载调容分接开关油室应设有压力释放装置和油位显示装置。

2.有载调压分接开关性能：

a)有载调压分接开关的额定容量不得低于调容调压变最大额定容量；

b)有载调压分接开关的电气寿命不低于50000次，机械寿命不低于100000次；

c)有载调压分接开关的电动操作机构应设有切换限流(过流闭锁)装置，切换过程中电压不得中断；

d)有载调压分接开关的电动操作机构工作电源为AC220V/AC380V，允许偏差范围：-20％～+20％；

e)有载调压分接开关油室应设有压力释放装置和油位显示装置；

f)有载调压分接开关的其他性能要求应满足GB 10230.1和GB/T10230.2中的规定；

g)有载调压分接开关工作负载切换容量和开断容量按GB10230.1标准中有关规定。

综上所述，本实用新型能够有效解决配电网尤其是农网因用电负荷的季节性或周期性变化特点造成的空载损耗高及低电压等实际问题，可根据实际负荷和电压情况改变额定运行容量方式和电压分接头转换，降低变压器自身空载损耗，实现电压调整，提升配电台区的经济运行水平，提高供电电压质量；本实用新型在调压转换分接头时，利用过渡电阻构成相邻两个分接头间的桥接，使负载电流不会间断，并限制桥接回路的电流，使主触头脱离定触头时电弧容易熄灭。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能型10KV有载调容调压装置，其特征在于，包括：

有载调容调压开关，配置在有载调容调压变压器高压的一侧，所述有载调容调压开关包括底座(1)，所述底座(1)的一端上固定设置有电动机，其另一端为笼子式安装壳，所述安装壳内设置有转轴(2)，所述转轴(2)与所述电动机连接，所述安装壳上设置有若干根绝缘横窄条，沿圆周分布，每根所述绝缘横窄条上设置有三个定触头(6)，所述定触头(6)与高压三相线圈的同一档位的分接头连接；

所述转轴(2)为所述高压三相线圈的中性点，所述转轴(2)上固定设置有所述高压三相线圈的三个动触头，每个所述动触头包括一个主触头(4)和一个辅助触头(5)，所述主触头(4)与所述转轴(2)连接；所述主触头(4)与所述辅助触头(5)之间接有过渡电阻；

所述有载调容调压开关的低压部分由中性点动触头(7)和静触头(9,11)组成；

所述有载调容调压开关的高压部分通过高低压导电连杆(12,13)与低压转盘(10)连接；

有载调容调压控制器，通过电流传感器、电压传感器、所述有载调容调压开关与所述有载调容调压变压器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能型10KV有载调容调压装置，其特征是：所述有载调容调压控制器采用金属外壳，所述金属外壳的内外表面均涂覆保护层。

3.一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征在于，包括：所述有载调容调压开关，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器接收主电源与备用电源的电信号，所述有载调容调压控制器还接收所述电流传感器与所述电压传感器的电信号，所述电流传感器与所述电压传感器均接收所述有载调容调压变压器的电信号，所述有载调容调压变压器接收所述有载调容调压开关的电信号。

4.根据权利要求3所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述有载调容调压控制器还接收控制面板、红外线传感器、距离传感器的电信号。

5.根据权利要求3所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述10KV有载调容调压控制系统还包括警铃，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

6.根据权利要求3所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述10KV有载调容调压控制系统还包括显示器，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

7.根据权利要求3所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述10KV有载调容调压控制系统还包括USB接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号。

8.根据权利要求7所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述10KV有载调容调压控制系统还包括RS485接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述RS485接口的电信号。

9.根据权利要求8所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述有载调容调压控制器的输出接口至少设置有1路所述RS485接口和1路所述USB接口。

10.根据权利要求3所述的一种智能型10KV有载调容调压控制系统，其特征是：所述10KV有载调容调压控制系统还包括Zigbee模块，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述Zigbee模块的电信号；所述10KV有载调容调压控制系统还包括光纤接口，接收所述有载调容调压控制器的电信号，所述有载调容调压控制器也接收所述光纤接口的电信号。

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