無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器及進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓的方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器及進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓的方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有頻率、電壓和波形，而電壓的穩(wěn)定性是電能質(zhì)量中最重要的指標(biāo)之一，隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)供電穩(wěn)定性和可靠性的需求越來(lái)越高，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，農(nóng)村電網(wǎng)的電壓質(zhì)量雖然有所提高，但很多地方電壓波動(dòng)范圍仍然超出國(guó)家規(guī)定的允許值，電壓波動(dòng)直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活的正常運(yùn)行，給電力設(shè)備和人們的生活帶來(lái)了嚴(yán)重的危害，嚴(yán)重制約著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。
[0003]配電電力變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，是用來(lái)將某一數(shù)值的交流電壓，變成頻率相同的另一種或幾種數(shù)值不同的電壓(電流)的設(shè)備；當(dāng)一次繞組通以交流電時(shí)，就產(chǎn)生交變的磁通，交變的磁通通過(guò)鐵芯導(dǎo)磁作用，就在二次繞組中感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)；二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的高低與一二次繞組匝數(shù)的多少有關(guān)，即電壓大小與匝數(shù)成正比。當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)荷變化時(shí)，變壓器的輸出電壓要發(fā)生變化，當(dāng)變化超過(guò)允許范圍時(shí)，將影響電力用戶的生產(chǎn)和生活，為保證變壓器輸出電壓在允許范圍內(nèi)，通常采用有載自動(dòng)調(diào)壓技術(shù)，即當(dāng)輸出電壓超過(guò)允許值時(shí)，通過(guò)有載自動(dòng)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)，改變變壓器一次側(cè)的匝數(shù)，進(jìn)而改變輸出電壓。
[0004]在電力系統(tǒng)無(wú)功功率充足的情況下，配電變壓器采用有載自動(dòng)調(diào)壓是穩(wěn)定電壓的最有效的方式，有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)是自動(dòng)調(diào)壓變壓器的主要裝置，現(xiàn)有的分接開(kāi)關(guān)絕大多數(shù)為機(jī)械式有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)不僅切換時(shí)伴有電弧的產(chǎn)生，機(jī)械觸頭容易損壞，而且調(diào)節(jié)速度慢，不能頻繁操作，因此限制了這種開(kāi)關(guān)的應(yīng)用范圍。
[0005]目前配電變壓器都使用無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)需要使系統(tǒng)斷電來(lái)進(jìn)行調(diào)整，從而使其供電量減少，干擾了用戶的正常用電，同時(shí)這種開(kāi)關(guān)不能進(jìn)行頻繁調(diào)節(jié)，只能進(jìn)行階段性的調(diào)整，而農(nóng)村電網(wǎng)每天在負(fù)荷高峰與低谷之間的波動(dòng)都較大，該種開(kāi)關(guān)對(duì)這種情況就不起作用，并且如果頻繁調(diào)節(jié)無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)，很容易造成密封件漏油現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0006]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，采用電力電子元器件作為分接開(kāi)關(guān)也得到了發(fā)展與應(yīng)用，由于電力電子元件易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制并且具有關(guān)斷與導(dǎo)通變換快，變換過(guò)程中不產(chǎn)生電弧等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器及進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓的方法。
[0008]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，其組成包括:配電變壓器本體、無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)，所述的配電變壓器本體為現(xiàn)有的各種型號(hào)的節(jié)能配電變壓器，但其高壓繞組在中性點(diǎn)側(cè)留有額定電壓UN、95%UN和105%UN三個(gè)分接頭，每個(gè)分接頭和中性點(diǎn)中間接有反并聯(lián)晶閘管模塊作為無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)，單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量兼工作電源變壓器T提供的高壓側(cè)電壓的變化，發(fā)出脈沖作為無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)反并聯(lián)晶閘管模塊的觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行工作分接頭的變換，作為所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)。
[0009]所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，所述的測(cè)量兼工作電源的變壓器T從所述的配電變壓器本體高壓側(cè)繞組的UN和105%UN兩分接頭之間取電壓，所述的測(cè)量兼工作電源的變壓器T的高壓繞組額定電壓為289V，在69V處留有分接頭。
[0010]所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，所述的測(cè)量兼工作電源的變壓器T的69V和289V兩個(gè)端子經(jīng)控制繼電器K的常開(kāi)觸點(diǎn)為2個(gè)交流接觸器線圈KM供電。
[0011]所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，所述的交流接觸器的三相常開(kāi)觸點(diǎn)kal、kb K kcl和ka4、kb4、kc4分別串接在與所述的配電變壓器本體高壓繞組每相的95%UN和105% UN分接頭相接的熔斷器和無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)之間。
[0012]所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，所述的配電變壓器本體相連無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)的觸發(fā)電路中的光電耦合器不工作時(shí)，作為無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)的雙向晶閘管和反并聯(lián)晶閘管模塊被導(dǎo)通。
[0013]所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)不需要專門的啟動(dòng)電路。
[0014]一種利用所述的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器及進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓的方法，該方法包括如下步驟:
首先是變壓器上電后開(kāi)始工作在額定分接頭，監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)電網(wǎng)電壓，當(dāng)電壓值在97%UN-103%UN范圍內(nèi)時(shí)，分接開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)不變；
當(dāng)其電壓值低于97%UN時(shí)，控制系統(tǒng)檢測(cè)后就會(huì)發(fā)出信號(hào)，使得過(guò)渡支路導(dǎo)通，額定支路截止退出，再觸發(fā)95%UN端反并聯(lián)晶閘管模塊使其導(dǎo)通，變壓器輸出電壓升高；
如果電網(wǎng)電壓偏高，高于103%UN，控制系統(tǒng)檢測(cè)后發(fā)出信號(hào)，105%UN端反并聯(lián)晶閘管模塊被觸發(fā)導(dǎo)通，變壓器輸出電壓降低，每完成一次變換，變換時(shí)間不超過(guò)10ms。
[0015]有益效果:
1.本發(fā)明提供的是一種新型的無(wú)觸點(diǎn)有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，該配電變壓器控制系統(tǒng)從高壓側(cè)取壓，解決了高壓側(cè)單相接地?fù)p壞穩(wěn)壓裝置的難題，同時(shí)能夠根據(jù)電網(wǎng)電壓的變化而自動(dòng)穩(wěn)壓的特點(diǎn)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)也低，采用反并聯(lián)晶閘管模塊代替固態(tài)繼電器，工作可靠，穩(wěn)定性能高等優(yōu)點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明是一種具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器高壓側(cè)分接頭間電壓的變化而自動(dòng)穩(wěn)定變壓器輸出電壓功能的新型有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)基于反并聯(lián)晶閘管模塊，并且設(shè)計(jì)了過(guò)渡回路來(lái)限制在改變分接頭過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)流，單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)從高壓側(cè)兩分接頭處取壓，控制電路根據(jù)電壓的變化向觸發(fā)電路發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而控制分接開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷，該產(chǎn)品調(diào)壓平穩(wěn)，可靠性高。
[0017]本發(fā)明配電變壓器本體高壓繞組在中性點(diǎn)側(cè)留有額定電壓UN、95%UN和105%UN三個(gè)分接頭，在每個(gè)分接頭和中性點(diǎn)中間接有反并聯(lián)晶閘管模塊作為無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)，根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)測(cè)量兼工作電源變壓器T提供的高壓側(cè)電壓的變化，發(fā)出脈沖作為無(wú)觸點(diǎn)分接開(kāi)關(guān)反并聯(lián)晶閘管模塊的觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)行工作分接頭變換，達(dá)到有載調(diào)壓，在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定電壓的目的，本產(chǎn)品采用的變壓器的有載分接開(kāi)關(guān)具有造價(jià)低，壽命長(zhǎng)，可頻繁調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明采用雙向晶閘管過(guò)渡的方法，即在用于過(guò)渡的雙向晶閘管支路中串接20W20 Ω的電阻，在每次改變分接頭時(shí)都經(jīng)過(guò)雙向晶閘管支路過(guò)渡，變壓器上電單片機(jī)控制回路正常工作后，變壓器工作在II檔即額定檔位，S2導(dǎo)通，其余都關(guān)閉，單片機(jī)自動(dòng)檢測(cè)變壓器高壓側(cè)兩分接頭間的電壓，當(dāng)電壓在97%UN和103%UN范圍波動(dòng)時(shí)，變壓器工作分接頭不變，當(dāng)變壓器輸出電壓不在其范圍內(nèi)時(shí)就要改變工作分接頭。
[0019]本發(fā)明當(dāng)其電壓值低于97%UN時(shí)，控制系統(tǒng)檢測(cè)后就會(huì)發(fā)出信號(hào)，使得過(guò)渡回路導(dǎo)通，額定回路斷開(kāi)退出，再觸發(fā)95%UN相反并聯(lián)晶閘管模塊使其導(dǎo)通，電壓就會(huì)升高，這時(shí)再進(jìn)行檢測(cè)，如果電壓值在97%UN -103%UN范圍內(nèi)，分接開(kāi)關(guān)就停留在95%UN檔工作，如果還低于97%UN，說(shuō)明電壓已經(jīng)低于其調(diào)壓范圍了，分接開(kāi)關(guān)也會(huì)一直保持在95%UN檔工作。
[0020]本發(fā)明如果電網(wǎng)電壓或者負(fù)荷側(cè)電壓偏高，高于103%UN，控制系統(tǒng)檢測(cè)后發(fā)出信號(hào)，105%UN檔反并聯(lián)晶閘管模塊被觸發(fā)導(dǎo)通，電壓就會(huì)降低，當(dāng)其電壓值在額定調(diào)壓范圍內(nèi)時(shí)，105%UN檔分接開(kāi)關(guān)就會(huì)一直保持工作狀態(tài)，每完成一次變換，變換時(shí)間不超過(guò)10ms。
[0021]本發(fā)明采用固態(tài)繼電器作為分接開(kāi)關(guān)，單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接在低壓側(cè)，當(dāng)一次側(cè)出現(xiàn)單相接地時(shí)，自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)承受高壓，易損壞，且采用蓄電池作為啟動(dòng)電源，待機(jī)時(shí)間短，而本發(fā)明采用反并聯(lián)晶閘管模塊作為分接開(kāi)關(guān)，控制系統(tǒng)接在高壓側(cè)，徹底解決了無(wú)觸點(diǎn)自動(dòng)分接開(kāi)關(guān)的耐壓?jiǎn)栴}；本發(fā)明采用無(wú)源觸發(fā)技術(shù)，利用分接主開(kāi)關(guān)兼做啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，不用單設(shè)啟動(dòng)回路，待機(jī)沒(méi)有時(shí)間限制。
[0022]【附圖說(shuō)明】:
附圖1是本發(fā)明的原理總接線圖。
[0023]附圖2是電源變壓器高壓側(cè)取壓接線圖。
[0024]附圖3是電源變壓器量程圖。
[0025]附圖4是交流接觸器線圈接線圖。
[0026]附圖5是交流接觸器常開(kāi)開(kāi)關(guān)接線圖。
[0027]附圖6是非過(guò)渡回路的觸發(fā)電路圖。
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