一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器，包括調(diào)壓單元、控制單元和無功優(yōu)化單元，其特點為控制單元分別與調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元連接，調(diào)壓單元包括三相自藕式箱式變壓器和三相有載分接開關(guān)，三相自藕式箱式變壓器中的電源供電三相有載分接開關(guān)；所述的控制單元包含調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元。通過控制單元實時采集10KV線路上的電壓、電流、有功功率、無功功率及功率因數(shù)，跟蹤線路上的電壓、功率因數(shù)及無功需量變化，同一時刻控制調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元，來改變線路中后端電壓輸出穩(wěn)定在10KV，并提高10KV線路上的功率因數(shù)，達(dá)到改善線路無功網(wǎng)絡(luò)分布，保證用戶的供電電壓合格，改善功率因數(shù)；提高配網(wǎng)電能質(zhì)量。
【專利說明】—種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種中壓調(diào)壓變壓器，尤其涉及一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器。

【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)村配網(wǎng)中1KV饋線的供電半徑往往超過國家標(biāo)準(zhǔn)15KM，饋線后半段的電壓經(jīng)常低于標(biāo)準(zhǔn)值10KV，有時低到7000V?8000V，嚴(yán)重影響到饋線后半段各個大用戶用電，如果是臺區(qū)變，直接影響到變壓器二次側(cè)所有的單相用戶和三相用戶的用電，若是專用變，將影響到企業(yè)日常正常的運營。
[0003]除此之外，在配電網(wǎng)系統(tǒng)輸送電能的過程中，無功功率不足，將使系統(tǒng)中輸送的總電流增加、使變壓器的出力減少、供電線路及系統(tǒng)設(shè)備有功功率損耗增大、線路末端電壓下降，也將影響到單相用戶、三相用戶以及企業(yè)日常正常的用電。
[0004]因此，降損節(jié)能、提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益，是電力系統(tǒng)迫切需要解決的問題，也是城鄉(xiāng)和農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)改造的主要目標(biāo)之一。開發(fā)出一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器，是解決上述問題的有效方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于，針對上述發(fā)現(xiàn)的問題，提供一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器。實現(xiàn)了可以自動通過跟蹤線路電壓、功率因數(shù)及無功需量變化，自動控制調(diào)節(jié)有載調(diào)壓分接開關(guān)檔位和投切電容，從而改變線路中后端電壓輸出穩(wěn)定在10KV，并提高線路的功率因數(shù)，改善線路無功網(wǎng)絡(luò)分布，保證用戶的供電電壓合格，改善功率因數(shù)，減少線路的線損；提高農(nóng)村配網(wǎng)電能質(zhì)量，保證配網(wǎng)可靠性。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，所述的一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器，包括調(diào)壓單元、控制單元和無功優(yōu)化單元，其特征在于:所述的控制單元分別與調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元連接，調(diào)壓單元包括三相自藕式箱式變壓器和三相有載分接開關(guān)，三相自藕式箱式變壓器中的電源供電三相有載分接開關(guān)；所述的控制單元包含調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元。
[0007]所述的無功優(yōu)化單元包括高壓真空接觸器，電抗器，電流互感器、高壓并聯(lián)電容器和電容型避雷器，高壓真空接觸器經(jīng)銅排連接電抗器，電抗器有兩端分別通過銅排經(jīng)電流互感器再通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，電抗器有一端直接通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，在相應(yīng)的電抗器與電流互感器之間連接有電容型避雷器，在電抗器與高壓并聯(lián)電容器之間連接有電容型避雷器。
[0008]所述的控制單元包含無線通訊模塊，所述調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元分別與無線通訊模塊連接，所述的控制單元通過無線通訊模塊與智能掌上終端進(jìn)行無線通訊連接。
[0009]所述的控制單元包含GPRS通訊模塊，所述調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元分別與GPRS通訊模塊連接；所述的控制單元通過GPRS通訊模塊與后臺分析主站進(jìn)行無線通訊連接。
[0010]所述調(diào)壓控制單元包括MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器和三相有載分接開關(guān)的電機驅(qū)動模塊，所述的MCU分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器和三相有載分接開關(guān)的電機驅(qū)動模塊連接。
[0011]所述的無功優(yōu)化控制單元包括MCU、數(shù)據(jù)采集模塊和通斷開關(guān)電路，所述的MCU分別與數(shù)據(jù)采集模塊和通斷開關(guān)電路連接。
[0012]本實用新型的優(yōu)點:
[0013]本實用新型是把調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元進(jìn)行無縫鏈接構(gòu)成一體化裝置，通過控制單元實時采集1KV線路上的電壓、電流、有功功率、無功功率及功率因數(shù)，跟蹤線路上的電壓、功率因數(shù)及無功需量變化，同一時刻控制調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元，來改變線路中后端電壓輸出穩(wěn)定在10KV，并提高1KV線路上的功率因數(shù)，以達(dá)到改善線路無功網(wǎng)絡(luò)分布，保證用戶的供電電壓合格，改善功率因數(shù)，減少線路的線損；提高農(nóng)村配網(wǎng)電能質(zhì)量，保證配網(wǎng)的可靠性。
[0014]本實用新型還可采用調(diào)壓單元、控制單元、無功優(yōu)化單元、智能掌上終端及后臺分析主站連接構(gòu)成一體化系統(tǒng)，方便使用者獲取1KV線路、調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元的各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)；同時可以現(xiàn)場抄讀觀察1KV線路、調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元的運行狀態(tài)；也可以很方便地通過GPRS與后臺分析主站進(jìn)行實時通訊，了解1KV線路、調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元的運行狀態(tài)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例的帶有無功補償?shù)闹袎赫{(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本實用新型實施例的調(diào)壓單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為本實用新型實施例的無功優(yōu)化單元結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4為本實用新型實施例的控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0019]圖5為本實用新型實施例結(jié)合智能掌上終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖6為本實用新型實施例結(jié)合后臺分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖7為本實用新型實施例結(jié)合智能掌上終端和后臺分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的在線智能控制中壓自適應(yīng)調(diào)壓系統(tǒng)拓補圖和工作原理及工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0023]如圖1所示，本實用新型所述實施例的帶有無功補償?shù)闹袎赫{(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)圖。圖中有:調(diào)壓單元，無功優(yōu)化單元，控制單元；調(diào)壓單元和控制單元用控制電纜線連接；無功優(yōu)化單元和控制單元用控制電纜線連接；調(diào)壓單元與無功優(yōu)化單元相連；其中調(diào)壓單元為現(xiàn)有技術(shù)，無功優(yōu)化單元為現(xiàn)有技術(shù)也可采用本實用新型下面圖3所述的專有技術(shù)，控制單元可采用現(xiàn)有技術(shù)也可采用本實用新型下面所述的專有技術(shù)。控制單元用于采集線路上的1KV電壓、電流、有功功率、無功功率及功率因數(shù)，控制單元通過控制策略進(jìn)行調(diào)壓控制及無功優(yōu)化控制?？刂撇呗詾橐话愠绦騿T能實現(xiàn)的。如圖4所示，所述控制單元分成兩大塊，包括調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元。
[0024]如圖2所示，本實用新型所述實施例的調(diào)壓單元結(jié)構(gòu)圖。圖中有:三相自藕式箱式變壓器，三相有載分接開關(guān)，本實用新型所述的調(diào)壓單元包括三相自藕式箱式變壓器和三相有載分接開關(guān)；如圖1、圖2所示，三相自藕式箱式變壓器中的電源供電給三相有載分接開關(guān)使用，所述的控制單元控制改變?nèi)嘤休d分接開關(guān)的分接抽頭位置，在不中斷負(fù)載電流的情況下，由一個分接抽頭切換到另一個分接抽頭，來改變?nèi)嘧耘菏较涫阶儔浩鞯挠行г褦?shù)，即改變?nèi)嘧耘菏较涫阶儔浩鞯碾妷罕龋瑥亩鴮崿F(xiàn)調(diào)壓的目的。
[0025]如圖3所示，本實用新型所述實施例的無功優(yōu)化單元結(jié)構(gòu)圖。圖中有:真空接觸器，電抗器，CT (CT即電流互感器)、高壓并聯(lián)電容器和電容型避雷器。所述的無功優(yōu)化單元包括真空接觸器，電抗器，CT (CT即電流互感器)、高壓并聯(lián)電容器和電容型避雷器，高壓真空接觸器經(jīng)銅排連接電抗器，電抗器有兩端分別通過銅排經(jīng)CT再通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，電抗器有一端直接通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，在相應(yīng)的電抗器與CT之間連接有電容型避雷器，在電抗器與高壓并聯(lián)電容器之間連接有電容型避雷器；其中真空接觸器是用以頻繁接通和切斷正常工作電流，來遠(yuǎn)距離投切高壓并聯(lián)電容器。電抗器是用于抑制真空接觸器投切高壓并聯(lián)電容器時產(chǎn)生的涌流。電容型避雷器是真空接觸器投切高壓并聯(lián)電容器時產(chǎn)生的過電壓保護(hù)。所述的兩個CT即電流互感器是分別用于監(jiān)測高壓并聯(lián)電容器的A相、C相電流。高壓并聯(lián)電容器是用于提高1KV線路上的功率因素。
[0026]如圖4所示，本實用新型的控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖，所述控制單元分成兩大塊，包括調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元，具體包括主控的MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、通斷開關(guān)電路、GPRS通訊模塊和三相有載分接開關(guān)的電機驅(qū)動模塊，調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元分別與GPRS通訊模塊連接，所述調(diào)壓控制單元中的MCU分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器和三相有載分接開關(guān)的的電機驅(qū)動模塊連接；所述的無功優(yōu)化控制單元中的MCU分別與數(shù)據(jù)采集模塊和通斷開關(guān)電路連接；調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元還可分別與無線通訊模塊連接，本實用新型的控制單元具體各部件模塊及功能如下:
[0027]I)主控的MCU:采用現(xiàn)有市售產(chǎn)品，完成傳輸與控制、并發(fā)出控制信號驅(qū)動三相有載分接開關(guān)模塊進(jìn)行調(diào)壓動作，也可以發(fā)出控制信號驅(qū)動通斷開關(guān)電路對真空接觸器進(jìn)行閉合動作，這些校準(zhǔn)分析及計算程序為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的。
[0028]2)數(shù)據(jù)采集模塊:它包括電能計量芯片和信號處理電路，電能計量芯片采用高精度AD芯片，高精度AD芯片作為電壓電流計量使用，信號處理電路的作用是將輸入的電壓電流信息調(diào)理成高精度AD芯片內(nèi)能做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計算的信號，再將結(jié)果定時傳送給主控MCU，此部分采用了專業(yè)的高精度AD芯片。高精度AD芯片和信號處理電路為現(xiàn)有技術(shù)。
[0029]3)數(shù)據(jù)存儲器:此模塊對各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲及查詢，可以采用各類存儲介質(zhì)，為現(xiàn)有技術(shù)。
[0030]4)電機驅(qū)動模塊:電機驅(qū)動模塊分為2部分:電源和開關(guān)。其中電源為220V或380V交流電，開關(guān)為現(xiàn)有市售產(chǎn)品，電源與開關(guān)采用銅導(dǎo)線連接。當(dāng)電源接通后開關(guān)閉合，此時三相有載分接開關(guān)的電機運行；當(dāng)電源斷開時開關(guān)斷開，此時三相有載分接開關(guān)的電機停止運行，這些指令為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的。
[0031]5)通斷開關(guān)電路:通斷開關(guān)電路分為2部分:電源和開關(guān)。其中電源為220V或380V交流電，開關(guān)為現(xiàn)有市售產(chǎn)品，電源與開關(guān)采用銅導(dǎo)線連接。當(dāng)電源接通后開關(guān)閉合，此時真空接觸器合上，高壓并聯(lián)電容器處于投入狀態(tài)；當(dāng)電源斷開時開關(guān)斷開，此時真空接觸器斷開，高壓并聯(lián)電容器處于切除狀態(tài)，這些指令為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的。
[0032]6)無線通訊模塊:此模塊為433無線通訊。通過433無線通訊和智能掌上終端進(jìn)行數(shù)據(jù)對接交互。
[0033]7) GPRS通訊模塊:通過GPRS通訊模塊和后臺主站進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交互。從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程或本地遙控、遙調(diào)、遙測等功能。
[0034]結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4所示，控制單元采用本實用新型的專有技術(shù)時，其中控制單元中的調(diào)壓控制單元采集三相有載分接開關(guān)的當(dāng)前檔位信息、三相自耦式箱式變壓器的電壓，控制單元中的無功優(yōu)化控制單元采集1KV饋線線路上的電壓、電流、有功功率、無功功率及功率因數(shù)。根據(jù)調(diào)壓控制單元采集的數(shù)據(jù)結(jié)合無功優(yōu)化控制單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，根據(jù)分析后的結(jié)果發(fā)出控制指令通過電機驅(qū)動模塊驅(qū)動三相有載分接開關(guān)的電機進(jìn)行調(diào)壓動作實現(xiàn)調(diào)壓目的，具體如電機轉(zhuǎn)動控制改變?nèi)嘤休d分接開關(guān)的分接抽頭位置，在不中斷負(fù)載電流的情況下，由一個分接抽頭切換到另一個分接抽頭，來改變?nèi)嘧耘菏较涫阶儔浩鞯挠行г褦?shù)，即改變?nèi)嘧耘菏较涫阶儔浩鞯碾妷罕?，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的；根據(jù)調(diào)壓控制單元采集的數(shù)據(jù)結(jié)合無功優(yōu)化控制單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，根據(jù)分析后的結(jié)果發(fā)出控制指令也可以驅(qū)動通斷開關(guān)電路對高壓電路(如:ιοκν線路)中的真空接觸器進(jìn)行投切動作，當(dāng)通斷開關(guān)電路的電源接通后開關(guān)閉合，此時真空接觸器合上，高壓并聯(lián)電容器處于投入狀態(tài)；當(dāng)通斷開關(guān)電路的電源斷開時開關(guān)斷開，此時真空接觸器斷開，高壓并聯(lián)電容器處于切除狀態(tài)，所述高壓并聯(lián)電容器是用于提高1KV線路上的功率因素，因此本實用新型能根據(jù)調(diào)壓控制單元采集的數(shù)據(jù)結(jié)合無功優(yōu)化控制單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析、根據(jù)分析后的結(jié)果進(jìn)行上述恰當(dāng)?shù)膭幼鞫_(dá)到提高1KV線路上的功率因數(shù)的目的。
[0035]如圖5所示，本實用新型采用調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元、控制單元和智能掌上終端構(gòu)成一體化系統(tǒng)，智能掌上終端為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的技術(shù)；智能掌上終端通過無線通訊模塊與控制單元進(jìn)行無線對接；智能掌上終端可以方便使用者對控制單元進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元的運行狀態(tài)。
[0036]如圖6所示，本實用新型采用調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元、控制單元和后臺分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)，后臺分析主站為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的技術(shù)，如服務(wù)器等。后臺分析主站通過GPRS通訊模塊與控制單元進(jìn)行無線對接；后臺分析主站可以方便使用者對控制單元進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元的運行狀態(tài)。
[0037]如圖7所示，本實用新型采用調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元、控制單元、智能掌上終端和后臺分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)。智能掌上終端通過無線通訊模塊與控制單元進(jìn)行無線對接，智能掌上終端再通過USB接口與后臺分析主站進(jìn)行對接；智能掌上終端和后臺分析主站可以同時對控制單元進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察調(diào)壓單元、無功優(yōu)化單元的運行狀態(tài)，同時后臺分析主站也可以對智能掌上終端進(jìn)行參數(shù)配置及設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于配電網(wǎng)中的中壓調(diào)壓變壓器，包括調(diào)壓單元、控制單元和無功優(yōu)化單元，其特征在于:所述的控制單元分別與調(diào)壓單元和無功優(yōu)化單元連接，調(diào)壓單元包括三相自藕式箱式變壓器和三相有載分接開關(guān)，三相自藕式箱式變壓器中的電源供電三相有載分接開關(guān)；所述的控制單元包含調(diào)壓控制單元和無功優(yōu)化控制單元；所述的無功優(yōu)化單元包括高壓真空接觸器，電抗器，電流互感器、高壓并聯(lián)電容器和電容型避雷器，高壓真空接觸器經(jīng)銅排連接電抗器，電抗器有兩端分別通過銅排經(jīng)電流互感器再通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，電抗器有一端直接通過銅排連接高壓并聯(lián)電容器，在相應(yīng)的電抗器與電流互感器之間連接有電容型避雷器，在電抗器與高壓并聯(lián)電容器之間連接有電容型避雷器。
【文檔編號】H02B7/06GK203839951SQ201320705595
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月10日
【發(fā)明者】易智勇, 余輝生, 徐超, 傅宇宏 申請人:福建陽谷智能技術(shù)有限公司