專利名稱：子母式低壓配電節(jié)能裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種城鄉(xiāng)低壓電網的變壓器容量的節(jié)能配置裝置與方法o背景技術我國城鄉(xiāng)電網的配電變壓器的額定容量，基本上是按供電區(qū) 域用電時最大的容量配置，而實際用電存在著季節(jié)性用電峰谷和 晝夜性用電峰谷，因此每個配電臺區(qū)的變壓器容量都存在著除用 電高峰期以外其余時期過剩的問題，有較大的空載損耗，既浪費電力資源又增加用戶經濟負擔。為此，曾有人采用過子母變壓器， 用電高峰時用大容量變壓器，用電低谷時手動切換到小容量變壓器，這樣的子母變壓器配置造成電網運行的停頓，換接線麻煩， 安裝維修不便。河南尉氏供電局南曹變電站采用兩臺容量不同的 變壓器，當負載增加到一臺變壓器容量不夠用時，便并列^第 二臺變壓器，進行并列運行，這種并列運行對變壓器的種類、接 線、開關檔位的同一、負載率等都有嚴^"求，否則繞組內會產 生環(huán)流，輕則影響變壓器容量的合理利用，重則燒壞變壓器。經 檢索和市場調查，尚未發(fā)現(xiàn)其它有關子母式變壓器節(jié)能裝置應用 實例和相關資料的公開報道。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的上述不足，設計出一種成本 低、能根據負載電流大小自動切換子母變壓器的、不需臨時換接 線的、安裝維修方便、對負載進行隔離運行、不會產生環(huán)流、無 環(huán)流損害、負荷分配更精細、節(jié)能顯著的子母式低壓配電節(jié)能裝 置及方法。
本發(fā)明的目的可以通過如下措施實現(xiàn)它包含有變壓器、開 關與連接線，高壓隔離開關連接二或三只高壓真空接觸器，變壓 器的進線端與出線端分別連接高壓真空接觸器與低壓隔離開關， 高壓真空接觸器、變壓器和低壓隔離開關三者的只數相等，低壓 隔離開關通過低壓分配開關經負載電流采樣互感器與負載連接， 寸^隔離開關和4^&分配開關將多路負載按需隔離斷開，智能控 制系統(tǒng)的Fi、 F2或R、 F2、 F3端口分別接高壓真空接觸器L、 J2 或L、 J2、 J3的F口，智能控制系統(tǒng)的L廣U、 K廣K6端口分別接^f氐 壓開關QF「QF6對應數量的L 口和K 口，智能控制系統(tǒng)的L-Ii。端口分別有兩條連線與對應數量的負載電流采樣互感器的 TA廣TAs連接。所說的低壓隔離開關和低壓分配開關采用永磁繼電開關；變壓器與低壓隔離開關之間連接有與前兩者只數相等的 無功補償器。本子母式低壓配電節(jié)能方法，采取如下幾方面的技 術方案 '(1) 選配二或三臺容量不等的變壓器，選兩臺時，其中的 大容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負荷的2/3值，并允許在該 值的±50%范圍內選擇，小容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負 荷的l/3值，也允許在該值的±50%范圍內選擇；選三臺的再在 上兩臺容量值的中間值選加一 臺；(2) 在變壓器的進線端與出線端分別連接高壓真空接觸器 和低壓隔離開關，且三者的只數相等；(3) 低壓隔離開關通過低壓分配開關經負栽電流采樣互感 器與負載連接；(4) 低壓分配開關和低壓隔離開關將多路(至少三路)按 需斷開隔離，使負載進行隔離運行。(5 )低壓隔離開關和低壓分配開關選用永磁繼電開關； (6)變壓器與低壓隔離開關之間連接有只數與前兩者相等 (7 )負載電流采樣互感器或釆樣模塊TA廣TAs接智能控制系 統(tǒng)的I廣Iu)端口，智能控制系統(tǒng)的F「R或F廣F3端口對應接高壓真空接觸器J「L或J廣L的F 口，它的1「16端口、 K「K6端口分別接低壓開關QF「QFe對應的L 口和K 口 ；(8)經編程制作的芯片置于智能控制系統(tǒng)內，收集與分析 來自互感器的采樣電流信息，對高壓真空接觸器、低壓隔離開關、 低壓分配開關進行實時自動分合控制。本裝置相比現(xiàn)有技術具有顯著減少空載損耗、環(huán)流損害、不 需臨時接線、安裝維修方便等優(yōu)點。
圖1為本發(fā)明中用兩臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。 圖2為本發(fā)明中用三臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。 圖3為帶無功補償器的用三臺變壓器的節(jié)能裝置示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明下面將結合實施例并參照附圖予以進一步詳述 一個 供電區(qū)域用電的J^谷差大，負荷率低，尤宜用子母式變壓器進行 配電。特別是容量大的變壓器，如不能進行容量調整，空載損耗 更嚴重。設定用兩臺變壓器4配電的，則依據該供電區(qū)域最大負 荷的2/3值作大容量變壓器，且允許在該值的上下增減50%范圍 內選定，1/3值作小容量變壓器，且允許在該值的±50%范圍內 選定。用三臺變壓器4配電的，則在前兩臺的基礎上再配一只容 量居中的中等容量變壓器即可。如一個最大負荷8為500KVA的 供電區(qū)域，配兩臺變壓器的，容量分別為315KVA和200KVA (或 160KVA)各一臺。配三臺的，再增加一臺容量為250KVA的變壓 器即可。配兩臺的省成本，設置與編程方便，^fr度稍差，節(jié) 能效果稍次于三臺的。
負載電流采樣互感器7是在每條負栽線路上各設一個，為智 能控制系統(tǒng)2提供負載電流信息，為高、低壓開關3、 5、 6的自 動分合作依據。智能控制系統(tǒng)2中的芯片編程，另行申報計算機 軟件保護，在此不再敘述。低壓開關5和6選用永磁繼電開關， 這有兩個好處， 一是節(jié)電，二是快速通斷，最小通斷時間小于 20ms，永磁繼電開關可市售或以設定參數自制。為進一步節(jié)電， 每臺變壓器4都可連接有無功##器9，進行無功##。
參照圖1，是用兩臺變壓器4(L、 TJ進行配電，假設最大 負荷8為500KVA，變壓器L容量為315KVA， T^為200KVA，在用 電高峰期高低壓開關3、 5進行L、 T2同時供電合上，分配開關 組6根據實際負載情況，斷開其中一只開關，使負載分割成兩部 分，分別由兩只變壓器L、 L供電，根本上解決了變壓器并列運 行中的環(huán)流現(xiàn)象。到用電低谷時，負荷為170KVA,則變壓器L 的高壓真空接觸器(即高壓開關)L和低壓隔離開關QFi斷開， 只啟用容量為200KVA的變壓器T2，其兩端的高、低壓開關J2、 QF2合閘運作，低壓分配開關組6中所有開關均合上，則所有負
載全部接到T2的低壓側，由T2單獨供電運行，降低了傳統(tǒng)供電
方案中由大變壓器供電的電能損耗。如果用三臺變壓器4 (l、 T2、 T3)配電，如圖2所示，則再在原兩臺變壓器的基礎上增加 一臺容量為250KVA的變壓器T3，若負荷處于平常值即260KVA 時，只需開啟一^變壓器T3即可，高、4氐壓開關3、 5'、 6也作 前勤目應的分合調整，而這些調整均由智能控制系統(tǒng)2來掌控。 無功##器9既可單獨自動控制，也可歸入智能控制系統(tǒng)2 —併 掌控。上述各部件可"箱(拒)體內制成配電箱的型式。
需重點說明的是二或三只低壓隔離開關5和低壓分配開關6 通過智能控制系統(tǒng)來按需控制各路負載的通斷，無論采用 一只或 兩只變壓器4，都不會造成配電的并列運行，避免了變壓器并列
運行的環(huán)流損害。 一般講有兩路負載的，就可進行負載的分配, 但這是粗放式分配，至少三路負載的，更可精細合理分配。
權利要求
1、 一種子母式低壓配電節(jié)能裝置，包含有變壓器、開關與 連接線，其特征是高壓隔離開關(1)連接二或三只高壓真空接觸器(3)，變壓器(4)的進線端與出線端分別連接高壓真空接 觸器(3)與低壓隔離開關(5)，高壓真空接觸器(3)、變壓器 (4)和低壓隔離開關(5)三者的只數相等，低壓隔離開關(5) 通過^^分配開關(6 )經負載電流采樣互感器或采樣模塊(7 ) 與負載(8)連接，智能控制系統(tǒng)(2)的R、 F2或R、 F2、 &端 口分別接高壓真空接觸器(3) L、 J2或L、 J2、 J3的F口，智能控制系統(tǒng)(2 )的L廣U 、 K廣K6端口分別接低壓開關(5 、 6 ) QF「QR 對應數量的L 口和K 口，智能控制系統(tǒng)(2)的IHU。端口分別 有兩條連線與對應數量的負載電流采樣互感器(7)的TA廣TAs 連接。
2、 如權利要求1所述的子母式低壓配電節(jié)能裝置，其特征 是所說的低壓隔離開關(5 )和低壓分配開關(6 )采用永磁繼電 開關。
3、 如權利要求1所述的子母式低壓配電節(jié)能裝置，其特征 是變壓器(4 )與低壓隔離開關(5 )之間連接有與前兩者只數相 等的無功補償器(9 )。
4、 一種子母式低壓配電節(jié)能方法，其特征是采取如下幾方 面的技術方案(1)選配二或三臺容量不等的變壓器(4)，選兩臺時，其 中的大容量變壓器的容量為供電區(qū)域最大負荷的2/3值，小容量 變壓器的容量為供電區(qū)域最大負荷的1/3值，并都允許在各自值 的± 50%范圍內選擇，選三臺的再在上兩臺容量值的中間值選加一臺；(2 )在變壓器(4 )的進線端與出線端分別連接高壓真空接 觸器(3)和低壓隔離開關(5)，且三者的只數相等；(3) 低壓隔離開關(5)通過低壓分配開關(6)經負載電 流采樣互感器(7)與負載(8)連接；(4) 低壓隔離開關(5)和低壓分配開關(6)將多路負載 (8)按需分割，對負載進行隔離運行；(5) 低壓隔離開關(5)和低壓分配開關(6)以選用永磁 繼電開關優(yōu)選；(6) 變壓器(4)與低壓隔離開關(5)之間連接有只數與 前兩者相等的無功補償器(9 );(7) 負載電流采樣互感器或采樣模塊(7) TA「TAs接智能 控制系統(tǒng)(2 )的I廣L。端口 ，智能控制系統(tǒng)(2 ) F廣F2或的F廣R 端口對應接高壓真空接觸器J廣J2或J「J3的F 口，它(2)的1「16 端口 、 K廣〖6端口分別接低壓開關(5、 6 ) QF廣QF6對應的L 口和K口；(8) 經編程制作的芯片置于智能控制系統(tǒng)(2)內，收集與 分析來自互感器(7 )的采樣電流信息，對高壓真空接觸器(3 )、 低壓隔離開關(5 )、低壓分配開關(6 )進行實時自動分合控制。
全文摘要
一種子母式低壓配電節(jié)能裝置和方法，二或三臺容量不等的變壓器(4)兩端分別連接高、低壓開關(3、5)，低壓分配開關(6)經負載電流采樣互感器(7)與負載(8)連接，互感器(7)將負載采樣電流信息傳給智能控制系統(tǒng)(2)，后者經分析，實時自動掌控著所有高、低壓開關的分合，以達到通斷部分變壓器4及相應開關，實現(xiàn)節(jié)能自動配電和負載(8)隔離運行的目的。本發(fā)明應用于城鄉(xiāng)低壓電網的供電區(qū)域配電，尤適于在用電峰谷差大、負荷率低的供電區(qū)域配電，具有顯著減少空載損耗、不會造成環(huán)流損害、節(jié)能、不需臨時換接線、安裝維修方便等優(yōu)點。
文檔編號H02J3/00GK101145690SQ20071007049
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月4日 優(yōu)先權日2007年8月4日
發(fā)明者李乾偉 申請人:李乾偉