CN104579070B - 无触点有载自动调压配电变压器及进行自动调压的方法 - Google Patents

Abstract

电网经改造后，电压质量有所提高，电压波动范围仍然超出国家规定。本发明涉及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。本发明其组成包括:配电变压器本体、无触点有载自动调压分接开关，所述的配电变压器本体为现有的各种型号的节能配电变压器，其高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个分接头，每个分接头和中性点中间接有反并联晶闸管模块作为无触点分接开关，单片机监控系统根据测量兼工作电源变压器T提供的高压侧电压的变化，发出脉冲作为无触点分接开关反并联晶闸管模块的触发信号，进行工作分接头的变换，作为所述的无触点有载自动调压分接开关。本发明用于无触点有载自动调压配电变压器。

Description

无触点有载自动调压配电变压器及进行自动调压的方法

技术领域：

本发明涉及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。

背景技术：

电能质量的主要指标有频率、电压和波形，而电压的稳定性是电能质量中最重要的指标之一，随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对供电稳定性和可靠性的需求越来越高，经过技术改造，农村电网的电压质量虽然有所提高，但很多地方电压波动范围仍然超出国家规定的允许值，电压波动直接影响着农业生产和人民生活的正常运行，给电力设备和人们的生活带来了严重的危害，严重制约着农村经济的发展与进步。

配电电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压，变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备；当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势；二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。当电网电压或负荷变化时，变压器的输出电压要发生变化，当变化超过允许范围时，将影响电力用户的生产和生活，为保证变压器输出电压在允许范围内，通常采用有载自动调压技术，即当输出电压超过允许值时，通过有载自动调压分接开关，改变变压器一次侧的匝数，进而改变输出电压。

在电力系统无功功率充足的情况下，配电变压器采用有载自动调压是稳定电压的最有效的方式，有载调压分接开关是自动调压变压器的主要装置，现有的分接开关绝大多数为机械式有触点开关，这种开关不仅切换时伴有电弧的产生，机械触头容易损坏，而且调节速度慢，不能频繁操作，因此限制了这种开关的应用范围。

目前配电变压器都使用无励磁分接开关，这种开关需要使系统断电来进行调整，从而使其供电量减少，干扰了用户的正常用电，同时这种开关不能进行频繁调节，只能进行阶段性的调整，而农村电网每天在负荷高峰与低谷之间的波动都较大，该种开关对这种情况就不起作用，并且如果频繁调节无励磁分接开关，很容易造成密封件漏油现象的产生。

随着电力电子技术的发展，采用电力电子元器件作为分接开关也得到了发展与应用，由于电力电子元件易于实现计算机控制并且具有关断与导通变换快，变换过程中不产生电弧等优点。

发明内容：

本发明的目的是提供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。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种无触点有载自动调压配电变压器，其组成包括:配电变压器本体、无触点有载自动调压分接开关，所述的配电变压器本体为现有的各种型号的节能配电变压器，但其高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个分接头，每个分接头和中性点中间接有反并联晶闸管模块作为无触点分接开关，单片机监控系统根据测量兼工作电源变压器T提供的高压侧电压的变化，发出脉冲作为无触点分接开关反并联晶闸管模块的触发信号，进行工作分接头的变换，作为所述的无触点有载自动调压分接开关。

所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的测量兼工作电源的变压器T从所述的配电变压器本体高压侧绕组的UN和105%UN两分接头之间取电压，所述的测量兼工作电源的变压器T的高压绕组额定电压为289V，在69V处留有分接头。

所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的测量兼工作电源的变压器T的69V和289V两个端子经控制继电器K的常开触点为2个交流接触器线圈KM供电。

所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的交流接触器的三相常开触点ka1、kb1、kc1和ka4、kb4、kc4分别串接在与所述的配电变压器本体高压绕组每相的95%UN和105%UN分接头相接的熔断器和无触点分接开关之间。

所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的配电变压器本体相连无触点分接开关的触发电路中的光电耦合器不工作时，作为无触点分接开关的双向晶闸管和反并联晶闸管模块被导通。

所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的无触点有载自动调压分接开关不需要专门的启动电路。

一种利用所述的无触点有载自动调压配电变压器及进行自动调压的方法，该方法包括如下步骤：

首先是变压器上电后开始工作在额定分接头，监控系统检测电网电压，当电压值在97%UN-103%UN范围内时，分接开关工作状态不变；

当其电压值低于97%UN时，控制系统检测后就会发出信号，使得过渡支路导通，额定支路截止退出，再触发95%UN端反并联晶闸管模块使其导通，变压器输出电压升高；

如果电网电压偏高，高于103%UN，控制系统检测后发出信号，105%UN端反并联晶闸管模块被触发导通，变压器输出电压降低，每完成一次变换，变换时间不超过10ms。

有益效果：

1.本发明提供的是一种新型的无触点有载自动调压配电变压器，该配电变压器控制系统从高压侧取压，解决了高压侧单相接地损坏稳压装置的难题，同时能够根据电网电压的变化而自动稳压的特点，不仅结构紧凑，造价也低，采用反并联晶闸管模块代替固态继电器，工作可靠，稳定性能高等优点。

本发明是一种具有实时监测变压器高压侧分接头间电压的变化而自动稳定变压器输出电压功能的新型有载调压分接开关，该开关基于反并联晶闸管模块，并且设计了过渡回路来限制在改变分接头过程中产生的环流，单片机监控系统从高压侧两分接头处取压，控制电路根据电压的变化向触发电路发出信号，进而控制分接开关的导通与关断，该产品调压平稳，可靠性高。

本发明配电变压器本体高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个分接头，在每个分接头和中性点中间接有反并联晶闸管模块作为无触点分接开关，根据计算机监控系统测量兼工作电源变压器T提供的高压侧电压的变化，发出脉冲作为无触点分接开关反并联晶闸管模块的触发信号，进行工作分接头变换，达到有载调压，在一定范围内稳定电压的目的，本产品采用的变压器的有载分接开关具有造价低，寿命长，可频繁调节等优点。

本发明采用双向晶闸管过渡的方法，即在用于过渡的双向晶闸管支路中串接20W20Ω的电阻，在每次改变分接头时都经过双向晶闸管支路过渡，变压器上电单片机控制回路正常工作后，变压器工作在II档即额定档位，S2导通，其余都关闭，单片机自动检测变压器高压侧两分接头间的电压，当电压在97%UN和103%UN范围波动时，变压器工作分接头不变，当变压器输出电压不在其范围内时就要改变工作分接头。

本发明当其电压值低于97%UN时，控制系统检测后就会发出信号，使得过渡回路导通，额定回路断开退出，再触发95%UN相反并联晶闸管模块使其导通，电压就会升高，这时再进行检测，如果电压值在97%UN -103%UN范围内，分接开关就停留在95%UN档工作，如果还低于97%UN，说明电压已经低于其调压范围了，分接开关也会一直保持在95%UN档工作。

本发明如果电网电压或者负荷侧电压偏高，高于103%UN，控制系统检测后发出信号，105%UN档反并联晶闸管模块被触发导通，电压就会降低，当其电压值在额定调压范围内时，105%UN档分接开关就会一直保持工作状态，每完成一次变换，变换时间不超过10ms。

本发明采用固态继电器作为分接开关，单片机监控系统接在低压侧，当一次侧出现单相接地时，自动稳压系统承受高压，易损坏，且采用蓄电池作为启动电源，待机时间短，而本发明采用反并联晶闸管模块作为分接开关，控制系统接在高压侧，彻底解决了无触点自动分接开关的耐压问题；本发明采用无源触发技术，利用分接主开关兼做启动开关，不用单设启动回路，待机没有时间限制。

附图说明：

附图1是本发明的原理总接线图。

附图2是电源变压器高压侧取压接线图。

附图3是电源变压器量程图。

附图4是交流接触器线圈接线图。

附图5是交流接触器常开开关接线图。

附图6是非过渡回路的触发电路图。

附图7是过渡回路的触发电路图。

附图8是额定与过渡支路接线图。

具体实施方式：

实施例1：

一种无触点有载自动调压配电变压器，其组成包括: 配电变压器本体、无触点有载自动调压分接开关，所述的配电变压器本体为现有的各种型号的节能配电变压器，但其高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN和105%UN三个分接头，每个分接头和中性点中间接有反并联晶闸管模块作为无触点分接开关，单片机监控系统根据测量兼工作电源变压器T提供的高压侧电压的变化，发出脉冲作为无触点分接开关反并联晶闸管模块的触发信号，进行工作分接头的变换，作为所述的无触点有载自动调压分接开关。

实施例2：

实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的测量兼工作电源的变压器T从所述的配电变压器本体高压侧绕组的UN和105%UN两分接头之间取电压，所述的测量兼工作电源的变压器T的高压绕组额定电压为289V，在69V处留有分接头。

实施例3：

实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的测量兼工作电源的变压器T的69V和289V两个端子经控制继电器K的常开触点为2个交流接触器线圈KM供电。

实施例4：

实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的交流接触器的三相常开触点ka1、kb1、kc1和ka4、kb4、kc4分别串接在与所述的配电变压器本体高压绕组每相的95%UN和105% UN分接头相接的熔断器和无触点分接开关之间。

实施例5：

实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的配电变压器本体相连无触点分接开关的触发电路中的光电耦合器不工作时，作为无触点分接开关的双向晶闸管和反并联晶闸管模块被导通。

实施例6：

实施例1所述的无触点有载自动调压配电变压器，所述的无触点有载自动调压分接开关不需要专门的启动电路。

实施例7：

一种利用实施例1-6所述的无触点有载自动调压配电变压器进行自动调压的方法，本方法首先是变压器上电后开始工作在额定分接头，监控系统检测电网电压，当电压值在97%UN-103%UN范围内时，分接开关工作状态不变；

当其电压值低于97%UN时，控制系统检测后就会发出信号，使得过渡支路导通，额定支路截止退出，再触发95%UN端反并联晶闸管模块使其导通，变压器输出电压升高；

如果电网电压偏高，高于103%UN，控制系统检测后发出信号，105%UN端反并联晶闸管模块被触发导通，变压器输出电压降低，每完成一次变换，变换时间不超过10ms。

实施例8：

实施例1-7所述的无触点有载自动调压配电变压器，为限制在改变分接头时在两分接头之间的绕组中产生较大环流，采用双向晶闸管过渡的方法，即在用于过渡的双向晶闸管支路中串接20W20Ω的电阻，在每次改变分接头时都经过双向晶闸管支路过渡，具体变换过程如下：

变压器上电单片机控制回路正常工作后，变压器工作在II档即额定档位，S2导通，其余都关闭，单片机自动检测变压器高压侧两分接头间的电压，当电压在97%UN和103%UN范围波动时，变压器工作分接头不变；当变压器输出电压不在其范围内时就要改变工作分接头；

如果电网电压偏低，其电压值在97%UN-100%UN范围内时，分接开关位置不动作；当其电压值低于97%UN时，控制系统检测后就会发出信号，使得过渡回路导通，额定回路断开退出，再触发95%UN相反并联晶闸管模块使其导通。电压就会升高，这时再进行检测，如果电压值在97%UN -103%UN范围内，分接开关就停留在95%UN档工作，如果还低于97%UN,说明电压已经低于其调压范围了，分接开关也会一直保持在95%UN档工作。如果电网电压偏高，高于103%UN，控制系统检测后发出信号， 105%UN档反并联晶闸管模块被触发导通。电压就会降低，当其电压值在额定调压范围内时，105%UN档分接开关就会一直保持工作状态，每完成一次变换，变换时间不超过10ms。

Claims (2)

1.一种无触点有载自动调压配电变压器，其组成包括: 配电变压器本体、无触点有载自动调压分接开关，其特征是：所述的配电变压器本体为节能配电变压器，但其高压绕组在中性点侧留有额定电压UN、95%UN 和105%UN 三个分接头，每个分接头和中性点中间接有反并联晶闸管模块作为无触点有载自动调压分接开关，单片机监控系统根据测量兼工作电源变压器T 提供的高压侧电压的变化，发出脉冲作为无触点有载自动调压分接开关反并联晶闸管模块的触发信号，进行工作分接头的变换；

所述的测量兼工作电源的变压器T 从所述的配电变压器本体高压侧绕组的UN 和105%UN 两分接头之间取电压，所述的测量兼工作电源的变压器T 的高压绕组额定电压为289V，在69V 处留有分接头；

所述的测量兼工作电源的变压器T 的69V 和289V 两个端子经控制继电器K 的常开触点为2 个交流接触器线圈KM 供电；

所述的交流接触器的三相常开触点ka1、kb1、kc1 和ka4、kb4、kc4 分别串接在与所述的配电变压器本体高压绕组每相的95%UN 和105% UN 分接头相接的熔断器和无触点有载自动调压分接开关之间。

2.一种利用权利要求1所述的无触点有载自动调压配电变压器进行自动调压的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

首先是变压器上电后开始工作在额定分接头，监控系统检测电网电压，当电压值在97%UN-103%UN 范围内时，分接开关工作状态不变；

当其电压值低于97%UN 时，控制系统检测后就会发出信号，使得过渡支路导通，额定支路截止退出，再触发95%UN 端反并联晶闸管模块使其导通，变压器输出电压升高；

如果电网电压偏高，高于103%UN，控制系统检测后发出信号，105%UN 端反并联晶闸管模块被触发导通，变压器输出电压降低，每完成一次变换，变换时间不超过10ms。