本發(fā)明涉及一種配電變壓器分相調(diào)壓系統(tǒng)，屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，許多城郊與農(nóng)村配電網(wǎng)仍存在著電壓穩(wěn)定性差或電壓不合格的問題。同時(shí)，城郊與農(nóng)村配電網(wǎng)中存在大量單相負(fù)荷，單相負(fù)荷的分布不均導(dǎo)致配電網(wǎng)中三相負(fù)荷不平衡，從而使得變壓器輸出的三相電壓不平衡?，F(xiàn)有的配電變壓器的調(diào)壓方式均為三相同時(shí)調(diào)壓，這樣電壓三相不平衡的問題不能得到解決，而且也可能將原來(lái)合格的某相電壓調(diào)節(jié)至不合格。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決技術(shù)問題是：克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)。提供一種應(yīng)用電力電子開關(guān)作為分接開關(guān)的分相調(diào)壓的配電變壓器系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種配電變壓器分相調(diào)壓系統(tǒng)，所述配電變壓器的高壓側(cè)具有y形連接的a相繞組、b相繞組和c相繞組，低壓側(cè)具有y形連接a相繞組、b相繞組和c相繞組；所述a相繞組、b相繞組和c相繞組分別具有連接不同匝數(shù)的若干抽頭；所述抽頭分別串聯(lián)調(diào)壓開關(guān)后連接所述配電變壓器的高壓側(cè)的中性點(diǎn)；所述a相繞組、b相繞組和c相繞組中各有一個(gè)抽頭所連接的調(diào)壓開關(guān)并聯(lián)有限流支路和保護(hù)支路；所述調(diào)壓開關(guān)由兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管組成；所述限流支路由兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)過(guò)渡電阻組成；所述保護(hù)支路由交流接觸器串聯(lián)耐壓電阻組成；所述a相繞組、b相繞組和c相繞組上均安裝有電壓互感器；所述電壓互感器的輸出連接有微處理器；所述微處理器的輸出端連接有驅(qū)動(dòng)模塊；所述晶閘管由所述驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述電壓互感器與微處理器之間連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述微處理器還連接有報(bào)警模塊。

本發(fā)明提供的配電變壓器分相調(diào)壓系統(tǒng)，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，采用反向并聯(lián)的晶閘管作為配電變壓器調(diào)容調(diào)壓開關(guān)，可以自動(dòng)且迅速調(diào)節(jié)配電變壓器的容量與電壓。在切換過(guò)程中，電流電壓波動(dòng)穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)和配網(wǎng)中的敏感用戶產(chǎn)生影響。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本實(shí)施例的配電變壓器分相調(diào)壓系統(tǒng)，如圖1，配電變壓器的高壓側(cè)具有y形連接的a相繞組、b相繞組和c相繞組，低壓側(cè)具有a相繞組、b相繞組和c相繞組。

本實(shí)施例以±1×5%unyyn0配電變壓器抽頭系統(tǒng)為例，a相繞組、b相繞組和c相繞組分別具有額定電壓分別為95%un、100%un、105%un的抽頭；抽頭分別串聯(lián)調(diào)壓開關(guān)后連接配電變壓器的高壓側(cè)的中性點(diǎn)；調(diào)壓開關(guān)由兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管組成。如圖中所示，調(diào)壓開關(guān)k1.a、k1.b、k1.c分別為變壓器a、b、c三相在105%un處的分接開關(guān)；調(diào)壓開關(guān)k2.a、k2.b、k2.c分別為a、b、c三相在100%un處的分接開關(guān)；調(diào)壓開關(guān)k4.a、k4.b、k4.c分別為a、b、c三相在95%un處的分接開關(guān)。

在調(diào)壓的過(guò)程中，變壓器繞組與晶閘管構(gòu)成閉合回路，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，為了避免晶閘管損壞，a相繞組、b相繞組和c相繞組中100%un抽頭所連接的調(diào)壓開關(guān)，也即是調(diào)壓開關(guān)k2.a、k2.b、k2.c分別并聯(lián)有限流支路。限流支路由兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管串聯(lián)過(guò)渡電阻組成。如圖中所示，反向并聯(lián)的晶閘管k3.a與過(guò)渡電阻rg.a串聯(lián)組成限流支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.a兩端；反向并聯(lián)的晶閘管k3.b與過(guò)渡電阻rg.b組成限流支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.b兩端；反向并聯(lián)的晶閘管k3.c與過(guò)渡電阻rg.c串聯(lián)組成限流支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.c兩端。

在變壓器合閘前，晶閘管未導(dǎo)通，均處于關(guān)斷狀態(tài)。為避免變壓器合閘時(shí)的電壓損壞晶閘管，a相繞組、b相繞組和c相繞組中100%un抽頭所連接的調(diào)壓開關(guān)，也即是調(diào)壓開關(guān)k2.a、k2.b、k2.c分別還并聯(lián)有保護(hù)支路；保護(hù)支路由交流接觸器串聯(lián)耐壓電阻組成。交流接觸器km.a與耐壓電阻r0.a串聯(lián)組成的啟動(dòng)時(shí)刻的保護(hù)支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.a兩端；交流接觸器km.b與耐壓電阻r0.b串聯(lián)組成的啟動(dòng)時(shí)刻的保護(hù)支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.b兩端；交流接觸器km.c與耐壓電阻r0.c串聯(lián)組成的啟動(dòng)時(shí)刻的保護(hù)支路，并聯(lián)在調(diào)壓開關(guān)k2.c兩端。

a相繞組、b相繞組和c相繞組上均安裝有電壓互感器；電壓互感器的輸出連接有微處理器；微處理器的輸出端連接有驅(qū)動(dòng)模塊；晶閘管由驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)。本實(shí)施例中，微處理器也即是單片機(jī)。

如果采用一些不具有a/d轉(zhuǎn)換功能的微處理器，則在電壓互感器與微處理器之間設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。微處理器還連接有報(bào)警模塊。

在變壓器準(zhǔn)備合閘時(shí)，首先閉合交流接觸器km.a、km.b和km.c。閉合后，變壓器合閘。此時(shí)，變壓器高壓側(cè)的電壓全部施加到耐壓電阻r0.a、r0.b和r0.c上，從而避免高壓直接施加在晶閘管上，保護(hù)了晶閘管。此時(shí)變壓器低壓側(cè)通電，對(duì)各相100%un抽頭處的晶閘管發(fā)出控制信號(hào)，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，也即是調(diào)壓開關(guān)k2.a、k2.b、k2.c導(dǎo)通；然后，斷開交流接觸器km.a、km.b和km.c，斷開保護(hù)支路。此時(shí)晶閘管導(dǎo)通，交流接觸器關(guān)斷，變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，完成啟動(dòng)過(guò)程。

具體的自動(dòng)有載分相調(diào)壓過(guò)程，以此時(shí)低壓側(cè)a相電壓過(guò)低，需要調(diào)高a相電壓為例。若此時(shí)調(diào)壓開關(guān)k2.a導(dǎo)通，則需要導(dǎo)通連接較高電壓檔位的調(diào)壓開關(guān)k1.a。在切換分接開關(guān)的過(guò)程中，首先觸發(fā)限流支路的開關(guān)k3.a；一段時(shí)延后待k3.a導(dǎo)通，停止觸發(fā)k2.a；一段時(shí)延后觸發(fā)k1.a；再過(guò)一段時(shí)延待k1.a導(dǎo)通后，停止觸發(fā)k3.a。此時(shí)只有k1.a處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而完成過(guò)渡過(guò)程。

配電變壓器自動(dòng)有載分相調(diào)壓系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)接于變壓器的低壓側(cè)。為實(shí)現(xiàn)分相調(diào)壓的功能，需要對(duì)變壓器低壓側(cè)每一相電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并分別對(duì)高壓側(cè)每一相的電力電子開關(guān)進(jìn)行控制。將電壓互感器兩端分別接在變壓器低壓側(cè)每一相和中性線之間，通過(guò)電壓互感器采集低壓側(cè)每一相的相電壓，并利用模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將每一相電壓信號(hào)傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)將采集到的電壓大小與預(yù)先設(shè)定的正常電壓范圍進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果判定此刻是否需要調(diào)壓。

調(diào)壓方式為逐級(jí)調(diào)壓方式。以調(diào)節(jié)低壓側(cè)a相電壓為例，當(dāng)監(jiān)測(cè)到低壓側(cè)a相電壓u2a<95%un時(shí)，控制較高檔位的調(diào)壓開關(guān)導(dǎo)通；若此時(shí)電壓u2a仍低于95%un，則繼續(xù)控制較高檔位的調(diào)壓開關(guān)導(dǎo)通。如果此時(shí)最高檔位的調(diào)壓開關(guān)已經(jīng)導(dǎo)通，無(wú)法繼續(xù)調(diào)高電壓，而電壓仍未恢復(fù)至正常電壓，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到低壓側(cè)a相電壓u2a>105%un時(shí)，控制較低檔位的調(diào)壓開關(guān)導(dǎo)通；若此時(shí)電壓u2a仍高于105%un，則繼續(xù)控制較低檔位的調(diào)壓開關(guān)導(dǎo)通。如果此時(shí)最低檔位的調(diào)壓開關(guān)已經(jīng)導(dǎo)通，無(wú)法繼續(xù)調(diào)低電壓，而電壓仍未恢復(fù)至正常電壓，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其余的b、c兩相均可按照上述提出的方法進(jìn)行調(diào)壓控制。

現(xiàn)有技術(shù)中，也具有可以調(diào)容和三相同時(shí)調(diào)壓的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)中由于調(diào)容變壓器存在兩個(gè)大小不同的容量，對(duì)應(yīng)著兩種不同的運(yùn)行方式。其是由低壓側(cè)電流i2來(lái)判斷變壓器負(fù)荷是否過(guò)載或者近乎空載運(yùn)行，i2的大小決定了應(yīng)調(diào)節(jié)變壓器在哪種運(yùn)行方式下運(yùn)行。當(dāng)變壓器在小容量的情況下運(yùn)行時(shí)，若i2>izd且t2a>tzda，觸發(fā)調(diào)容開關(guān)使得變壓器在大容量時(shí)運(yùn)行。其中t2a為電流i2持續(xù)的時(shí)間，tzda為調(diào)容的時(shí)間的整定值，izd為配電變壓器調(diào)容的電流整定值。當(dāng)變壓器在大容量的情況下運(yùn)行時(shí)，若i2<izd且t2a>tzda，停止觸發(fā)調(diào)容開關(guān)使得變壓器在小容量時(shí)運(yùn)行。由于調(diào)大容量的原理是將繞組并聯(lián)，所以當(dāng)變壓器在大容量下運(yùn)行時(shí)，變壓器內(nèi)部阻抗會(huì)較小容量運(yùn)行時(shí)變小，低壓測(cè)的電流值也會(huì)較小容量運(yùn)行時(shí)稍微變大。以調(diào)大容量為例，若此時(shí)變壓器小容量運(yùn)行，0<i2-izd=ε,其中ε>0,按照要求調(diào)大容量時(shí)，i2-izd的差值ε會(huì)稍微增大，可以一定程度上避免震蕩。

如果用該系統(tǒng)進(jìn)行分相調(diào)壓，就會(huì)導(dǎo)致低壓側(cè)負(fù)荷出現(xiàn)三相不平衡的狀態(tài)，那么調(diào)容也需要按照各相的電流來(lái)判斷是否需要進(jìn)行調(diào)容，就有可能出現(xiàn)a相的負(fù)荷過(guò)大，電流過(guò)低，僅將a相進(jìn)行增容，而b、c兩相不進(jìn)行增容的現(xiàn)象。就會(huì)導(dǎo)致三相的繞組的嚴(yán)重不平衡，對(duì)變壓器的正常運(yùn)行造成相當(dāng)大的影響。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例的具體技術(shù)方案，除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均為本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。