一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型是關于一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，所述配電變壓器包括：配電變壓器本體及附件、有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關、有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置、負載側(cè)電流互感器；所述有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器本體及附件，完成升降壓、電能傳輸及有載調(diào)容調(diào)壓操作的實現(xiàn)；所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，完成開關調(diào)容調(diào)壓檔位的切換；所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置，通過實時監(jiān)測電流采集單元、電壓采集單元所獲取配電變壓器負載側(cè)的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)，同時對配電變壓器運行狀態(tài)進行監(jiān)測判斷，完成對有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關的控制；所述負載側(cè)電流互感器，用以提供配電變壓器負載側(cè)的電流數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及配電領域中的配電變壓器，具體涉及一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器。
【背景技術】
[0002]配電變壓器作為電力系統(tǒng)末端配電網(wǎng)的主要配電設備，其需求量呈較大、較快的增長趨勢。配電變壓器主要用于農(nóng)村電網(wǎng)和城市配網(wǎng)，農(nóng)村電網(wǎng)負荷具有季節(jié)性強，用電峰谷差大的特點，而城市電網(wǎng)峰谷差異更加明顯，且其峰谷輪換也更加頻繁。為了滿足高峰負荷時的用電需要，選擇變壓器時都按照最大負荷配置變壓器，這樣就導致了配電變壓器長期處在輕載或空載狀態(tài)下，導致目前我國配電變壓器損耗相當嚴重，造成了大量的電能資源浪費。
[0003]目前，有載調(diào)容配電變壓器的理論研究已日趨完善，生產(chǎn)技術也比較成熟。它克服了無載調(diào)容配電變壓器容量小、實時可控能力低、不能帶載調(diào)節(jié)容量、有短時斷電過程、一般只進行季節(jié)性負荷調(diào)節(jié)會嚴重影響用戶供電可靠性的缺點。但因日常運行維護人員的技術水平及工作繁重等因素所限，未能充分發(fā)揮有載調(diào)容配電變壓器的作用。加之負荷預測和負荷跟蹤技術手段匱乏，不能對負荷進行準確跟蹤，也嚴重影響了有載調(diào)容配電變壓器的推廣使用。
[0004]因此，研制一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，通過自適應負荷跟蹤技術，采用負荷曲線折算、短期節(jié)點負荷預測、抗差負荷估計等方法對實時負載進行預測分析，根據(jù)實際負載大小進行配電變壓器容量的切換，解決配網(wǎng)中存在的“大馬拉小車”和嚴重過載等現(xiàn)象，提高供電可靠性，代替母子變壓器，有效降低配電變壓器綜合損耗和整體造價。同時，根據(jù)配電網(wǎng)電壓的實際需要，對配電臺區(qū)電壓進行帶負荷自動調(diào)整，有效解決“低電壓”問題，提高受電端電壓合格率，保證居民的可靠用電，改善用電質(zhì)量，進而保證配電變壓器的經(jīng)濟可靠運行水平。
實用新型內(nèi)容
[0005]為突破自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓關鍵技術，本實用新型提供了一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，采用自適應負荷跟蹤技術，在帶負荷的情況下，對配電變壓器進行容量的切換和電壓的切換，從而有效降低配電變壓器綜合損耗和整體造價，提高供電可靠性和受電端電壓合格率。
[0006]為保證本實用新型的目的，采用以下技術方案實現(xiàn):
[0007]—種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，所述配電變壓器包括配電變壓器本體及附件、有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關、有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置、負載側(cè)電流互感器。
[0008]本實用新型所述有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器本體及附件，完成升降壓、電能傳輸及有載調(diào)容調(diào)壓操作的實現(xiàn)；所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，完成開關調(diào)容調(diào)壓檔位的切換；所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置，通過實時監(jiān)測電流采集單元、電壓采集單元所獲取配電變壓器負載側(cè)的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)，同時對配電變壓器運行狀態(tài)進行監(jiān)測判斷，完成對有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關的控制。
[0009]所述有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述配電變壓器本體應包含高壓套管和低壓套管，高壓繞組和低壓繞組，高壓繞組調(diào)容抽頭、高壓繞組調(diào)壓抽頭及低壓繞組調(diào)各抽頭。
[0010]所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，其特征在于，所述開關為機械式開關，調(diào)容觸頭與高壓繞組調(diào)容抽頭、低壓繞組調(diào)容抽頭連接；所述開關調(diào)壓觸頭與高壓繞組調(diào)壓抽頭連接。
[0011]所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置，其特征在于，所述控制裝置分別與所述配電變壓器負載側(cè)母線、所述負載側(cè)電流互感器二次側(cè)出線端、所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關控制端電氣聯(lián)結(jié)。
[0012]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于大容量與小容量的容量比接近為3:1，電壓分接范圍為±5%、±2X2.5%、±3X2.5%或其他分接。
[0013]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于在大容量方式下高壓繞組聯(lián)結(jié)為角型接法，低壓繞組為并聯(lián)連接；在小容量方式下高壓繞組聯(lián)結(jié)為星型接法，低壓繞組為串聯(lián)連接。
[0014]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關與所述配電變壓器本體的高壓繞組、低壓繞組配合完成高壓繞組的星角變換、低壓繞組的串并聯(lián)變換及電壓檔位的切換。
[0015]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置具有實時數(shù)據(jù)采集單元、實時負載生成單元、負載比較單元及調(diào)容調(diào)壓控制單元。
[0016]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置輸出的調(diào)容調(diào)壓信號能夠傳輸給有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，所述開關在接受到輸出信號后能完成相應的調(diào)容調(diào)壓切換動作。
[0017]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述高壓繞組包括高壓調(diào)容6個分接抽頭trgl?trg6,所述低壓繞組包括低壓調(diào)容12個分接抽頭trdl?trdl2。
[0018]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述高壓繞組包括高壓調(diào)壓4個分接抽頭tygl?tyg4 (或6個分接抽頭tygl?tyg6或8個分接抽頭tygl?tyg8)。
[0019]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述的高壓調(diào)容分接抽頭trgl?trg6、低壓調(diào)容分接抽頭trdl?trdl2和高壓調(diào)壓分接抽頭tygl?tyg4與所述的有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關聯(lián)結(jié)。
[0020]所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述的有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置包含自動控制、手動控制、遠程控制等調(diào)容調(diào)壓方式，且上述三種控制方式互為閉鎖。
[0021]所述有載調(diào)容調(diào)壓控制裝置通信方式包含USB就地、串口 232/485、GPRS、光纖、Zigbee短距離無線、Wifi。
[0022]采用上述技術方案，本實用新型的有益效果如下:
[0023]I)配電網(wǎng)自適應負荷跟蹤技術
[0024]配電變壓器具有自適應功能，通過自適應負荷跟蹤技術，采用負荷曲線折算、短期節(jié)點負荷預測、抗差負荷估計等方法對實時負載進行預測分析。通過建立適應于配電網(wǎng)的準確度高的自適應負荷跟蹤仿真模型，完成一種配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓一體化綜合控制策略的制定。
[0025]2)有載自動切換
[0026]通過有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置控制有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關，在配電變壓器不停電的情況下，對其進行額定容量的自動切換及分接電壓的切換，完成配電變壓器高壓線圈的星角變換、低壓線圈的串并聯(lián)變換及高壓線圈調(diào)壓分接抽頭的變換。
[0027]3)節(jié)能降損、提高電能質(zhì)量
[0028]根據(jù)實際負載、電壓大小，有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置控制有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關，有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關根據(jù)控制指令可靠進行開關分接位置切換，完成配電變壓器容量和電壓的調(diào)節(jié)過程。有效解決配網(wǎng)中存在的“大馬拉小車”和嚴重過載等現(xiàn)象，提高供電可靠性，有效降低配電變壓器綜合損耗和整體造價。使配電變壓器在始終滿足負荷需求及供電電壓合格的情況下以經(jīng)濟方式運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型提供具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器的流程圖。
[0030]圖2為本實用新型提供具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器結(jié)構原理示意圖。
[0031]圖3為本實用新型提供的具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器內(nèi)部高、低壓繞組調(diào)容的連接示意圖。
[0032]圖4A-圖4B為本實用新型提供的具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器內(nèi)部高壓繞組調(diào)壓分接的示意圖。
[0033]圖5為本實用新型提供的自適應負荷跟蹤技術原理框圖。
[0034]圖6本本實用新型提供的整體方案通信網(wǎng)絡示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面是本實用新型的【具體實施方式】，以下結(jié)合本實用新型實現(xiàn)的技術方案進一步說明。
[0036]本實用新型提供了一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，流程圖如圖1所示，具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器包括配電變壓器本體及附件、有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關、有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置、負載側(cè)電流互感器。
[0037]所述有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器本體及附件，完成升降壓、電能傳輸及有載調(diào)容調(diào)壓操作的實現(xiàn)；
[0038]所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，完成開關調(diào)容調(diào)壓檔位的切換用以控制有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器本體及附件，完成升降壓、電能傳輸及有載調(diào)容調(diào)壓操作的實現(xiàn)；
[0039]所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置，通過實時監(jiān)測電流采集單元、電壓采集單元所獲取配電變壓器負載側(cè)的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)，同時對配電變壓器運行狀態(tài)進行監(jiān)測判斷，完成對有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關的控制；
[0040]所述負載側(cè)電流互感器，用以提供配電變壓器負載側(cè)的電流數(shù)據(jù)。
[0041]本實用新型提供了一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，結(jié)構原理示意圖如圖2所示，具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器包括配電變壓器本體及附件、有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關、有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置、負載側(cè)電流互感器。
[0042]配電變壓器本體應包含高壓套管和低壓套管，高壓繞組和低壓繞組，高壓繞組調(diào)容抽頭、高壓繞組調(diào)壓抽頭及低壓繞組調(diào)容抽頭。有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關包含調(diào)壓觸頭、調(diào)容觸頭、分接位置、控制電路。有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置包含電壓電流采集接口、遙信輸入接口、遙控輸出接口。
[0043]高壓套管和低壓套管分別與10kV、0.4kV供電線路相連接；有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關的調(diào)壓觸頭與高壓繞組的調(diào)壓分接抽頭相連接，調(diào)容觸頭與高壓繞組的調(diào)容分接抽頭、低壓繞組的調(diào)容分接抽頭相連接；有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關的分接位置和控制電路分別與有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置的遙信輸入接口和遙控輸出接口相連接；有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置的電壓電流采集接口分別與配電變壓器0.4kV負載側(cè)母線、負載側(cè)電流互感器CT 二次側(cè)出線端相連接。
[0044]高壓繞組包括高壓調(diào)容6個分接抽頭trgl?trg6和高壓調(diào)壓4個分接抽頭tygl?tyg4 (或6個分接抽頭tygl?tyg6或8個分接抽頭tygl?tyg8)。所述低壓繞組包括低壓調(diào)容12個分接抽頭trdl?trdl2。
[0045]高壓調(diào)容分接抽頭trgl?trg6、低壓調(diào)容分接抽頭trdl?trdl2與有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關調(diào)容觸頭連接，高壓調(diào)壓分接抽頭tygl?tyg4與有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關調(diào)壓觸頭連接。
[0046]本實用新型提供的具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器具有大小兩種容量，且大小容量比接近為3:1，所述的配電變壓器在大容量時，高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)(Kl閉合、K2斷開)，低壓繞組為并聯(lián)結(jié)構(K3、K5閉合、Κ4斷開)；在小容量時，高壓繞組為星型聯(lián)結(jié)(Κ2閉合、Kl斷開)，低壓繞組為串聯(lián)串聯(lián)結(jié)構(Κ4閉合、Κ3、Κ5斷開)。所述的配電變壓器高壓繞組調(diào)壓分接抽頭根據(jù)電壓波動范圍與調(diào)整精度來確定(以分接范圍為±3X2.5%為例)。繞組聯(lián)結(jié)圖如附圖3、圖4Α-圖4Β所示。所述的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器在完成容量切換時，配電變壓器內(nèi)部高壓繞組完成星角變換、低壓繞組完成串并聯(lián)變換。
[0047]如圖5所示，圖5是自適應負荷跟蹤技術原理框圖。所述具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，通過獲取實時測量信息、負荷模型信息、用電量信息、配電網(wǎng)絡信息、歷史負荷數(shù)據(jù)信息等，利用自適應負荷跟蹤技術，采用負荷曲線折算、短期節(jié)點負荷預測、抗差負荷估計等方法對實時負載進行預測分析。通過建立適應于配電網(wǎng)的準確度高的自適應負荷跟蹤仿真模型，完成一種配電變壓器有載調(diào)容調(diào)壓一體化綜合控制策略的制定。
[0048]有載調(diào)容調(diào)壓一體化綜合控制裝置通過實時數(shù)據(jù)采集單元實時采集所述配電變壓器出線側(cè)的電壓電流數(shù)據(jù)，結(jié)合自適應負荷跟蹤技術，將實時獲取的電壓電流數(shù)據(jù)生成實時負載，利用負載比較單元，將生成的實時負載與預設的調(diào)容、調(diào)壓整定值進行比較來判斷約束條件，若滿足有載調(diào)容調(diào)壓一體化綜合控制策略的要求，調(diào)容調(diào)壓控制單元則發(fā)出調(diào)節(jié)指令給有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關，有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關根據(jù)指令完成開關位置的切換。保證在不需要停電的狀態(tài)下，完成變壓器容量及電壓的調(diào)節(jié)過程，使配電變壓器在始終滿足負荷需求及供電電壓合格的情況下以經(jīng)濟方式運行。
[0049]有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置包含自動控制、手動控制、遠程控制等調(diào)容調(diào)壓方式，且上述三種控制方式互為閉鎖，保證所述的綜合控制裝置輸出決策控制有序可靠的完成。所述的有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置包含USB就地、串口 232/485、GPRS、光纖、Zigbee短距離無線、Wifi等通信方式?？蓪崿F(xiàn)就地數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查看和參數(shù)整定，同時可以將運行數(shù)據(jù)發(fā)送到遠方監(jiān)控中心，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。通信網(wǎng)絡如圖6所示。
[0050]本實用新型采用先進的滅弧方式，實現(xiàn)有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關切換過程的可靠性與連續(xù)性。集成計算機、現(xiàn)代通信、自動控制等技術，提出一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，有效解決配網(wǎng)中存在的“大馬拉小車”和嚴重過載等現(xiàn)象，提高供電可靠性，有效降低配電變壓器綜合損耗和整體造價。使配電變壓器在始終滿足負荷需求及供電電壓合格的情況下以經(jīng)濟方式運行。
【權利要求】
1.一種具有自適應功能的有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器，其特征在于，所述配電變壓器包括:配電變壓器本體及附件、有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關、有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置、負載側(cè)電流互感器； 所述有載調(diào)容調(diào)壓配電變壓器本體及附件與有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關相連； 所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關與所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置相連； 所述負載側(cè)電流互感器與所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述配電變壓器本體應包含高壓套管和低壓套管，高壓繞組和低壓繞組，高壓繞組調(diào)容抽頭、高壓繞組調(diào)壓抽頭及低壓繞組調(diào)各抽頭。
3.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關中開關為機械式開關，調(diào)容觸頭與高壓繞組調(diào)容抽頭、低壓繞組調(diào)容抽頭連接；所述開關調(diào)壓觸頭與高壓繞組調(diào)壓抽頭連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的配電變壓器，其特征在于，所述高壓繞組包括高壓調(diào)容6個分接抽頭trgl~trg6,所述低壓繞組包括低壓調(diào)容12個分接抽頭trdl~trdl2。
5.根據(jù)權利要求3所述的配電變壓器，其特征在于，所述高壓繞組包括高壓調(diào)壓4個分接抽頭tygl~tyg4 (或6個分接抽頭tygl~tyg6或8個分接抽頭tygl~tyg8)。
6.根據(jù)權利要求3所述的配電變壓器，其特征在于，所述高壓調(diào)容分接抽頭trgl~trg6、低壓調(diào)容分接抽頭tr dl~trdl2和高壓調(diào)壓分接抽頭tygl~tyg4與所述的有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關聯(lián)結(jié)。
7.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置分別與所述配電變壓器負載側(cè)母線、所述負載側(cè)電流互感器二次側(cè)出線端、所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關控制端電氣聯(lián)結(jié)。
8.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述配電變壓器大容量與小容量的容量比接近為3:1，電壓分接范圍為±5%、±2X2.5%、±3X2.5%或其他分接。
9.根據(jù)權利要求8所述的配電變壓器，其特征在于，在大容量方式下高壓繞組聯(lián)結(jié)為角型接法，低壓繞組為并聯(lián)連接；在小容量方式下高壓繞組聯(lián)結(jié)為星型接法，低壓繞組為串聯(lián)連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關與所述配電變壓器本體的高壓繞組、低壓繞組配合完成高壓繞組的星角變換、低壓繞組的串并聯(lián)變換及電壓檔位的切換。
11.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置具有實時數(shù)據(jù)采集單元、實時負載生成單元、負載比較單元及調(diào)容調(diào)壓控制單元； 所述實時數(shù)據(jù)采集單元，用以實時采集所述配電變壓器出線側(cè)的電壓電流數(shù)據(jù)； 所述實時負載生成單元，用以結(jié)合自適應負荷跟蹤技術，將實時獲取的電壓電流數(shù)據(jù)生成實時負載； 所述負載比較單元，用以將生成的實時負載與預設的調(diào)容、調(diào)壓整定值進行比較來判斷約束條件； 所述調(diào)容調(diào)壓控制單元，用以根據(jù)負載比較單元比較結(jié)果，發(fā)出調(diào)節(jié)指令給有載調(diào)容調(diào)壓一體化開關。
12.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓綜合控制裝置輸出的調(diào)容調(diào)壓信號能夠傳輸給有載調(diào)容調(diào)壓一體式開關，所述開關在接受到輸出信號后能完成相應的調(diào)容調(diào)壓切換動作。
13.根據(jù)權利要求1所述的配電變壓器，其特征在于，所述有載調(diào)容調(diào)壓控制裝置通信方式包含U SB就地、串口 232/485、GPRS、光纖、Zigbee短距離無線、Wifi。
【文檔編號】H01F29/04GK203774071SQ201320829639
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權日:2013年12月16日
【發(fā)明者】王合建, 王福潤, 王洪浩, 張海龍, 江鵬 申請人:北京電研華源電力技術有限公司