CN217406166U - 光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种箱式变电站组件，具体说是光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置。它包括光伏板和箱式变压器，光伏板与箱式变压器适配连接，用于将产生的电能传递给箱式变压器。其特点是所述光伏板与箱式变压器间适配连接有开关电路，用于实现光伏板与箱式变压器的分闸、合闸。所述光伏板适配连接有电压表，电压表适配连接有控制器，电压表用于对光伏板的当前输出电压进行检测，并将检测结果发送给控制器，控制器用于控制开关电路的导通、断开。采用该自动分闸装置可避免箱式变压器的空载损坏，节省能源。

Description

光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置

技术领域

本实用新型涉及一种箱式变电站组件，具体说是光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置。

背景技术

随着济迅速发展，各类能源供需矛盾日益突出，可持续发展和绿色能源概念成为工业经济发展的主导方向。以往的掠夺式开发、粗放型经营、高能耗的工业将退出历史舞台。作为现代能源的主导,各发电企业节能降耗上加大投入，电力行业加快新技术的开发及应用。光伏发电运行期间消耗原材料较少，消耗能源较少，本身属于清洁能源。光伏发电系统产生的电能需要通过箱式变压器转变后送到电网系统中。众所周知，光伏电站夜间不发电。但传统的光伏电站的箱式变压器夜间仍是工作状态，空载损耗较多，浪费能源。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，采用该自动分闸装置可避免箱式变压器的空载损坏，节省能源。解决了现有技术中箱式变压器夜间空载损耗较多的问题。

为解决上述问题，提供以下技术方案：

本实用新型的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置包括光伏板和箱式变压器，光伏板与箱式变压器适配连接，用于将产生的电能传递给箱式变压器。其特点是所述光伏板与箱式变压器间适配连接有开关电路，用于实现光伏板与箱式变压器的分闸、合闸。所述光伏板适配连接有电压表，电压表适配连接有控制器，电压表用于对光伏板的当前输出电压进行检测，并将检测结果发送给控制器，控制器用于控制开关电路的导通、断开。

其中，所述开关电路包括继电器KT1和继电器KT2，继电器KT1和继电器KT2均为四脚继电器，继电器KT1的3脚与光伏板通过导线相连，继电器KT1的4脚通过导线与继电器KT2的3脚相连，继电器KT2的4脚与所述箱式变压器适配连接。所述继电器KT1的2脚与1脚间串联有二极管D1，所述继电器KT1的2脚接电源VCC，继电器KT1的1脚与三极管T1的集电极相连，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号。所述继电器KT2的2脚与1脚间串联有二极管D2，所述继电器KT2的2脚接电源VCC，继电器KT2的1脚与三极管T2的集电极相连，三极管T2的发射极接地，三极管T2的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号。

与三极管T1相连的电阻R1一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地。

与三极管T2相连的电阻R3一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。

所述继电器KT2的4脚与箱式变压器间适配连接有浪涌抑制器。

采取以上方案，具有以下优点：

由于本实用新型的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置的光伏板与箱式变压器间适配连接有开关电路，用于实现光伏板与箱式变压器的分闸、合闸，光伏板适配连接有电压表，电压表适配连接有控制器，电压表用于对光伏板的当前输出电压进行检测，并将检测结果发送给控制器，控制器用于控制开关电路的导通、断开。这种自动合分闸装置在使用时，夜间时，电压表检测到光伏板的输出电压低于控制器的预设阀值，控制器控制开关电路处于断开状态，箱式变压器与光伏板处于分闸状态，从而避免了空载损耗。白天时，光伏板开始发电，当光伏板输出电压高于预设值时，控制器控制开关电路导通，光伏板与箱式变压器导通，使得箱式变压器处于正常工作状态。因而，采用该合分闸装置可实现夜间分闸，白天合闸，从而避免了箱式变压器的空载损坏，节省了能源。

附图说明

图1是本实用新型的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置的原理示意图；

图2是本实用新型的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置中开关电路的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置包括光伏板和箱式变压器，光伏板与箱式变压器适配连接，用于将产生的电能传递给箱式变压器。所述光伏板与箱式变压器间适配连接有开关电路，用于实现光伏板与箱式变压器的分闸、合闸。所述光伏板适配连接有电压表，电压表适配连接有控制器，电压表用于对光伏板的当前输出电压进行检测，并将检测结果发送给控制器，控制器用于控制开关电路的导通、断开。

本实施例中，所示电压表带4－20mA模拟量输入。所述控制器为西门子S7-200 CN。

所述开关电路包括继电器KT1和继电器KT2，继电器KT1和继电器KT2均为四脚继电器，继电器KT1的3脚与光伏板通过导线相连，继电器KT1的4脚通过导线与继电器KT2的3脚相连，继电器KT2的4脚与所述箱式变压器适配连接。所述继电器KT1 的2脚与1脚间串联有二极管D1，所述继电器KT1的2脚接电源VCC，继电器KT1 的1脚与三极管T1的集电极相连，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻 R1的一端相连，电阻R1的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号。所述继电器 KT2的2脚与1脚间串联有二极管D2，所述继电器KT2的2脚接电源VCC，继电器 KT2的1脚与三极管T2的集电极相连，三极管T2的发射极接地，三极管T2的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号。与三极管T1相连的电阻R1一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地。与三极管T2相连的电阻R3一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。

所述三极管T1和三极管T2均为NPN三极管。所述三极管T1和三极管T2为控制开关；电阻R1和R2主要起限流作用，降低所述三极管T1和三极管T2的功耗。电阻 R3和电阻R4使降低所述三极管T可靠截止。二极管D1和二极管D2反向续流，为三极管由导通转向关断时为继电器线圈中的提供泄放通路。

所述电源VCC可由光伏板提供，也可外接电源，在三极管T1和三极管T2处于截止状态时，电源VCC的电路为断路，因而，电源VCC没有空载损耗。

使用时，当控制器接收到电压表传递过来的电压值高于预设阀时，控制器向继电器 KT1发送控制信号，三极管T1导通，继电器KT1的线圈得电，继电器KT1的两个常开触点导通，从而在光伏板与继电器KT2间形成通路。当时间处于05时-17时，控制器向继电器KT2发送控制信号，三极管T2导通，继电器KT2的线圈得电，继电器KT2 的两个常开触点导通，从而在KT1与浪涌抑制器间形成通路。因而，当时间处于05时 -17时，且光伏板的输出电压高于预设阀时，光伏板与箱式变压器才会形成通路，从而确保夜间由于特殊情况，导致电压表检测到的输出电压突然高于预设阀时，箱式变压器频繁启动的情况。当控制器接收到电压表传递过来的电压值低于预设阀时，控制器停止向继电器KT1发送控制信号，三极管T1截止，继电器KT1的线圈失电，继电器KT1 的两个常开触点断开，光伏板与箱式变压器分闸。当时间处于17时-24时，控制器向停止继电器KT2发送控制信号，三极管T2截止，继电器KT2的线圈失电，继电器KT2 的两个常开触点断开，光伏板与箱式变压器分闸。采用两个继电器串联的方式，使得当时间处于05时-17时，且光伏板的输出电压高于预设阀时，光伏板与箱式变压器才会形成通路，从而确保夜间由于特殊情况，导致电压表检测到的输出电压突然高于预设阀时，箱式变压器频繁启动的情况。

为了防止合闸损坏，所述继电器KT2的4脚与箱式变压器间适配连接有浪涌抑制器，该浪涌抑制器为深圳国立智能生产的SID-3YL型微机变压器涌流抑制器。

由于合闸送电时对变压器进行冲击，会产生很大的励磁涌流，考虑到对系统和设备的安全性，在合闸输出端串接深圳国立智能SID-3YL型微机变压器涌流抑制器，此装置的优点是：在断路器分合操作的瞬间，系统电压的相角通常都是随机的和不确定的。这常常导致在投切某些一次设备时，产生过电压和涌流。不仅会对运行设备造成危害，而且会导致保护装置误动，严重威胁系统运行的安全、可靠、稳定性，它运用精确的相位控制技术实现了对操作过电压和涌流的有效抑制，可广泛应用于分合空载变压器。

装置针对不同类型的断路器及不同类型的负荷特性，采取不同的控制策略，通过方便灵活的设置控制参数及定值，实现有效抑制因断路器操作而产生的过电压和涌流。其控制的核心是对断路器分合闸角度的精确控制。变压器励磁涌流的产生机理是基于电感线圈遵循磁链守恒原理，即与电感线圈交链的磁通不能突变。而磁通在相位上滞后电压 90°。因此在变压器内部无剩余磁通时，选择在电压峰值，磁通为0时合闸将有效的避免涌流的产生；而在变压器内部有剩余磁通时，若能得知剩磁的极性和数值，依据电压积分算得在预期的磁通等于剩磁通的瞬间合闸，也将有效的避免涌流的产生。因而在必须考虑变压器内部有剩磁的情况下，抑制涌流的最佳策略是无论分相操作或联动操作，同时对合闸进行同步控制；在不能进行分闸控制的场合下，使用分相合闸同步控制，也能取得良好的涌流抑制效果。降低也由于合闸送电时对变压器进行冲击。

通过调查统计，电站的夜间实际空载损耗和逆变器待机损耗，一个200MW的变电站箱变约200台1000kvA的变压器，箱变空载损耗和逆变器待机损耗加起来按照每台 3kWh计算，每小时箱变空载损耗和逆变器待机损耗约300kwh，每天夜间按照12小时计算。节能收益：7200kWh*0.85元/＝6120元/晚*365天＝223.38万元/年。节能减排： 7200kWh*365日*0.997千克＝2620.116吨碳排放。每节约1度(千瓦时)电，就相应节约了0.36千克标准煤，同时减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳(CO2)、

0.03千克二氧化硫(SO2)、0.015千克氮氧化物(NOX)。

Claims (5)

1.光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，包括光伏板和箱式变压器，光伏板与箱式变压器适配连接，用于将产生的电能传递给箱式变压器；其特征在于所述光伏板与箱式变压器间适配连接有开关电路，用于实现光伏板与箱式变压器的分闸、合闸；所述光伏板适配连接有电压表，电压表适配连接有控制器，电压表用于对光伏板的当前输出电压进行检测，并将检测结果发送给控制器，控制器用于控制开关电路的导通、断开。

2.如权利要求1所述的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，其特征在于所述开关电路包括继电器KT1和继电器KT2，继电器KT1和继电器KT2均为四脚继电器，继电器KT1的3脚与光伏板通过导线相连，继电器KT1的4脚通过导线与继电器KT2的3脚相连，继电器KT2的4脚与所述箱式变压器适配连接；所述继电器KT1的2脚与1脚间串联有二极管D1，所述继电器KT1的2脚接电源VCC，继电器KT1的1脚与三极管T1的集电极相连，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号；所述继电器KT2的2脚与1脚间串联有二极管D2，所述继电器KT2的2脚接电源VCC，继电器KT2的1脚与三极管T2的集电极相连，三极管T2的发射极接地，三极管T2的基极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与所述控制器相连，用于输入控制信号。

3.如权利要求2所述的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，其特征在于与三极管T1相连的电阻R1一端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地。

4.如权利要求2所述的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，其特征在于与三极管T2相连的电阻R3一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地。

5.如权利要求2～4中任一项所述的光伏电站箱式变压器日夜自动合分闸装置，其特征在于所述继电器KT2的4脚与箱式变压器间适配连接有浪涌抑制器。

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