本發(fā)明涉及一種多級有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，屬于輸變電設(shè)備自動(dòng)調(diào)壓控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近幾年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，電力用戶對電能質(zhì)量及供電可靠性提出了更高的要求。同時(shí)，信息社會(huì)的飛速發(fā)展也對供電質(zhì)量提出了新的挑戰(zhàn)。

電壓是衡量電能質(zhì)量的最重要的指標(biāo)之一，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。而這中間，起關(guān)鍵作用的就是配電變壓器。它的性能決定這供電質(zhì)量。如今，大多還是采用無勵(lì)磁調(diào)壓，開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單易制，變壓器結(jié)構(gòu)較有載調(diào)壓簡單，但它的調(diào)壓范圍較小，一般在10%左右，這種方式，需要人工操作，而且需要切斷電源，才可以調(diào)節(jié)。且從切斷到重新恢復(fù)正常供電，時(shí)間較長（數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘），會(huì)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)影響人們的正常生活。特別地，對一些農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)，電壓波動(dòng)可能達(dá)到10%以上，無勵(lì)磁調(diào)壓將不能適用。而有載調(diào)壓能帶負(fù)載調(diào)壓，調(diào)壓速度快，每調(diào)換一級電壓約3～6s，開關(guān)可手動(dòng)、電動(dòng)操作，也能遠(yuǎn)方電動(dòng)操作，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，調(diào)壓范圍較大，一般為10%以上。因此，對配電變壓器有載調(diào)壓的需求越來越高，引起了相關(guān)電力部門的重視。例如，一篇中國發(fā)明專利（申請?zhí)枮?01410847167.1，申請日為2014年12月31號，公開日為2015.4月29日）公開了一種“無觸點(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”，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)配電變壓器有載自動(dòng)調(diào)壓，且從高壓側(cè)分接頭繞組獲得電壓，經(jīng)電壓互感器給單片機(jī)供電，避免了專門的啟動(dòng)電路。但此方案也存在以下不足：首先，采用此方案，調(diào)壓級數(shù)將受到限制，若要增加調(diào)壓級數(shù)，則要設(shè)置為與調(diào)壓級數(shù)對應(yīng)的抽頭，會(huì)使得設(shè)計(jì)電路更為復(fù)雜；此外，該專利中的每相繞組過渡支路只有一條，，不同電壓檔位變換都需經(jīng)過這條過渡支路實(shí)現(xiàn)，開關(guān)頻繁斷開或閉合會(huì)減少開關(guān)的使用壽命，降低配電變壓器使用的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種多級有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：一種多級有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，包括配電變壓器、調(diào)壓繞組模塊和控制模塊，

所述調(diào)壓繞組模塊包括基本工作繞組W0、串接于所述基本工作繞組W0之后的調(diào)壓繞組電路以及與所述調(diào)壓繞組電路并聯(lián)的限流保護(hù)電路A，所述調(diào)壓繞組電路包括順序串聯(lián)的調(diào)節(jié)繞組W1、調(diào)節(jié)繞組W2、調(diào)節(jié)繞組W3、調(diào)節(jié)繞組W4，在各調(diào)節(jié)繞組的連接點(diǎn)之間設(shè)有多個(gè)受控開關(guān)，所述調(diào)壓繞組電路還包括限流保護(hù)電路B和限流保護(hù)電路C，所述限流保護(hù)電路串接于調(diào)節(jié)繞組W1和/或調(diào)節(jié)繞組W3之后，所述限流保護(hù)電路C串接于調(diào)節(jié)繞組W2和/或調(diào)節(jié)繞組W4之后；

所述控制模塊包括位于配電變壓器輸出側(cè)繞組用于監(jiān)測低壓側(cè)電壓的PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)配電變壓器的電壓變換控制受控開關(guān)的打開和/或閉合以調(diào)整所述配電變壓器低壓側(cè)電壓。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述受控開關(guān)為交流接觸器，交流接觸器一的常閉觸點(diǎn)一端連接于調(diào)節(jié)繞組W1和調(diào)節(jié)繞組W2的連接點(diǎn)，交流接觸器一的常開觸點(diǎn)的一端連接于調(diào)節(jié)繞組W3和調(diào)節(jié)繞組W4的連接點(diǎn)，交流接觸器一的常閉觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器一的常開觸點(diǎn)的另一端連接于同一連接點(diǎn)并在該連接點(diǎn)之后串接限流保護(hù)電路B；

交流接觸器二的常閉觸點(diǎn)一端連接于調(diào)節(jié)繞組W2和調(diào)節(jié)繞組W3的連接點(diǎn)，交流接觸器二的常開觸點(diǎn)的一端串接于調(diào)節(jié)繞組W4之后，交流接觸器二的常閉觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器二的常開觸點(diǎn)的另一端連接于同一連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)與交流接觸器四的常閉觸點(diǎn)一端連接；

交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)的一端與交流基礎(chǔ)器三的常開觸點(diǎn)的一端相連，并串接于基本工作繞組W0之后，交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)的另一端串接調(diào)節(jié)繞組W1，交流接觸器三的常開觸點(diǎn)的另一端連接于調(diào)節(jié)繞組W4與交流接觸器二常開觸點(diǎn)的連接點(diǎn)；

交流接觸器四的常開觸點(diǎn)的一端連接于交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)與調(diào)節(jié)繞組W1的連接點(diǎn)，交流接觸器四的常開觸點(diǎn)的另一端與交流接觸器四的常閉觸點(diǎn)的另一端連接并在之后串聯(lián)限流保護(hù)電路C。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述限流保護(hù)電路A為第一反并聯(lián)晶閘管串接相互并聯(lián)連接的第二反并聯(lián)晶閘管和限流電阻R3；所述限流保護(hù)電路B為限流電阻R1串聯(lián)第三反并聯(lián)晶閘管后再與第四反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)；所述限流保護(hù)電路C為限流電阻R2串聯(lián)第五反并聯(lián)晶閘管后再與第六反并聯(lián)晶閘管并聯(lián)。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述基本工作繞組W0、所述調(diào)節(jié)繞組W1、所述調(diào)節(jié)繞組W2、所述調(diào)節(jié)繞組W3、調(diào)節(jié)繞組W4的線圈匝數(shù)比為100:2.5:2.5:2.5:2.5。

上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：所述PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集所述配電變壓器的低壓側(cè)C相電壓與設(shè)定閾值比較，根據(jù)比較的結(jié)果對各反并聯(lián)晶閘管以及各交流接觸器的常閉觸點(diǎn)和/或常開觸點(diǎn)進(jìn)行控制。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果是：對于大范圍，例如9級調(diào)壓，通常需要在每個(gè)高壓繞組抽出9個(gè)抽頭，會(huì)無形增加工藝的復(fù)雜，且成本也會(huì)增加許多；本發(fā)明通過控制基本工作繞組和調(diào)壓繞組的同名端和異名端連接，使得分接頭個(gè)數(shù)減半，減少分接開關(guān)數(shù)，降低成本和工藝難度。且一方面引入了2條過渡支路，另一方面本發(fā)明的調(diào)壓方法是依據(jù)有載機(jī)械調(diào)壓原理而設(shè)計(jì)，交流接觸器在開關(guān)操作過程中均為不帶電操作，增加了配電變壓器的使用壽命和可靠性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明原理接線圖。

圖2是本發(fā)明啟動(dòng)到保持過程流程圖。

圖3是本發(fā)明降壓過程流程圖。

圖4是本發(fā)明升壓過程流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本實(shí)施例的一種多級有載自動(dòng)調(diào)壓配電變壓器，圖1所示，包括配電變壓器、調(diào)壓繞組模塊和控制模塊，配電變壓器本體的高壓繞組留有4個(gè)分接頭，調(diào)壓繞組模塊包括基本工作繞組W0、串接于基本工作繞組W0之后的調(diào)壓繞組電路以及與調(diào)壓繞組電路并聯(lián)的限流保護(hù)電路A，調(diào)壓繞組電路包括順序串聯(lián)的調(diào)節(jié)繞組W1、調(diào)節(jié)繞組W2、調(diào)節(jié)繞組W3、調(diào)節(jié)繞組W4，在各調(diào)節(jié)繞組的連接點(diǎn)之間設(shè)有多個(gè)作為有載分接開關(guān)的交流接觸器，調(diào)壓繞組電路還包括限流保護(hù)電路B和限流保護(hù)電路C，限流保護(hù)電路串接于調(diào)節(jié)繞組W1和/或調(diào)節(jié)繞組W3之后，限流保護(hù)電路C串接于調(diào)節(jié)繞組W2和/或調(diào)節(jié)繞組W4之后；控制模塊包括位于配電變壓器輸出側(cè)繞組用于監(jiān)測輸出側(cè)電壓的PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)配電變壓器的低壓側(cè)電壓變化控制作為有載分接開關(guān)的反并聯(lián)晶閘管以及交流接觸器的打開和/或閉合以調(diào)整配電變壓器低壓側(cè)電壓。

本實(shí)施例的交流接觸器一的常閉觸點(diǎn)KM1一端連接于調(diào)節(jié)繞組W1和調(diào)節(jié)繞組W2的連接點(diǎn)，交流接觸器一的常開觸點(diǎn)-KM1的一端連接于調(diào)節(jié)繞組W3和調(diào)節(jié)繞組W4的連接點(diǎn)，交流接觸器一的常閉觸點(diǎn)KM1的另一端與交流接觸器一的常開觸點(diǎn)-KM1的另一端連接于同一連接點(diǎn)并在該連接點(diǎn)之后串接限流保護(hù)電路B；

交流接觸器二的常閉觸點(diǎn)KM2一端連接于調(diào)節(jié)繞組W2和調(diào)節(jié)繞組W3的連接點(diǎn)，交流接觸器二的常開觸點(diǎn)-KM2的一端串接于調(diào)節(jié)繞組W4之后，交流接觸器二的常閉觸點(diǎn)KM2的另一端與交流接觸器二的常開觸點(diǎn)-KM2的另一端連接于同一連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)與交流接觸器四的常閉觸點(diǎn)KM4一端連接；

交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)KM3的一端與交流基礎(chǔ)器三的常開觸點(diǎn)-KM3的一端相連，并串接于基本工作繞組W0之后，交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)KM3的另一端串接調(diào)節(jié)繞組W1，交流接觸器三的常開觸點(diǎn)-KM3的另一端連接于調(diào)節(jié)繞組W4與交流接觸器二常開觸點(diǎn)-KM2的連接點(diǎn)；

交流接觸器四的常開觸點(diǎn)-KM4的一端連接于交流接觸器三的常閉觸點(diǎn)KM3與調(diào)節(jié)繞組W1的連接點(diǎn)，交流接觸器四的常開觸點(diǎn)-KM4的另一端與交流接觸器四的常閉觸點(diǎn)KM4的另一端連接并在之后串聯(lián)限流保護(hù)電路C。

本實(shí)施例的限流保護(hù)電路A為第一反并聯(lián)晶閘管VS1串接相互并聯(lián)連接的第二反并聯(lián)晶閘管VS2和限流電阻R3；限流保護(hù)電路B為限流電阻R1串聯(lián)第三反并聯(lián)晶閘管VS4后再與第四反并聯(lián)晶閘管VS3并聯(lián)；限流保護(hù)電路C為限流電阻R2串聯(lián)第五反并聯(lián)晶閘管VS6后再與第六反并聯(lián)晶閘管VS5并聯(lián)。

本實(shí)施例的基本工作繞組W0、調(diào)節(jié)繞組W1、調(diào)節(jié)繞組W2、調(diào)節(jié)繞組W3、調(diào)節(jié)繞組W4的線圈匝數(shù)比為100:2.5:2.5:2.5:2.5。

本實(shí)施例的PLC控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集配電變壓器的低壓側(cè)C相電壓與設(shè)定閾值比較，根據(jù)比較的結(jié)果對各反并聯(lián)晶閘管以及各交流接觸器的常閉觸點(diǎn)KM和/或常開觸點(diǎn)-KM進(jìn)行控制。

如圖2所示，本實(shí)施例的根據(jù)配電變壓器低壓側(cè)C相電壓波動(dòng)來控制各開關(guān)的開閉，保證其電壓波動(dòng)不超過額定電壓U_N±3%，變壓器初始上電后，啟動(dòng)機(jī)構(gòu)使變壓器二次側(cè)有電壓輸出，PLC監(jiān)控系統(tǒng)工作，雙向晶閘管VS1閉合，經(jīng)過1S延時(shí)，閉合VS2，限流電阻R3切除，此時(shí)狀態(tài)為0，變壓器正常運(yùn)行于額定電壓U_N，監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)節(jié)程序。

若二次側(cè)電壓U_C（C相電壓）在97%～103%U_N之間波動(dòng)，則進(jìn)行降壓過程，如圖3所示，以A相為例，

（1）如果變壓器二次側(cè)輸出電壓U_C>103%U_N，一次側(cè)應(yīng)增加繞組匝數(shù)，從檔位0過渡到檔位-1(W1調(diào)節(jié)繞組接入)，變換過程: VS1和VS2閉合(初始狀態(tài))→斷開VS2→閉合VS4→斷開VS1，閉合VS3→斷開VS4，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于102.5%，變換過程結(jié)束。

（2）如果上述一次分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C>103%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)增加繞組匝數(shù)，檔位-1過渡到檔位-2（W1、W2調(diào)節(jié)繞組接入），變換過程：VS3閉合（初始狀態(tài)）→閉合VS6→閉合VS5，斷開VS3→斷開VS6，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于105%，變換過程結(jié)束。

（3）如果上述分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C>103%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)增加繞組匝數(shù)，檔位-2變換到檔位-3（W1、W2、W3調(diào)節(jié)繞組接入），這里需要說明，KM和-KM分別代表同一個(gè)交流接觸器的常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)，變換過程：VS5閉合（初始狀態(tài)）→觸發(fā)KM1（常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合）→閉合VS4→斷開VS5，閉合VS3→斷開VS4，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于107.5%，變換過程結(jié)束。

（4）如果上述分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C>103%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)增加繞組匝數(shù)，檔位-3過渡到檔位-4（W1、W2 、W3、W4調(diào)節(jié)繞組接入），變換過程：VS3閉合（初始狀態(tài)）→觸發(fā)KM2（常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合）→閉合VS6→斷開VS3，閉合VS5→斷開VS6，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于110%，變換過程結(jié)束。

若二次側(cè)電壓U_C <97%U_N，則進(jìn)行升壓過程，如圖4所示，以A相為例，

（1）如果二次側(cè)輸出電壓U_C<97%U_N，一次側(cè)應(yīng)減少繞組匝數(shù)，從檔位0過渡到檔位1 (W4調(diào)節(jié)繞組反向接入)，變換過程: VS1，VS2閉合(初始狀態(tài))→斷開VS2→觸發(fā)KM1，KM3→閉合VS4→斷開VS1，閉合VS3→斷開VS4，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于97.5%，變換過程結(jié)束。

（2）如果上述一次分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C<97%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)減少繞組匝數(shù)，檔位-1過渡到檔位-2（W4、W3調(diào)節(jié)繞組反向接入），變換過程：VS3閉合（初始狀態(tài)）→閉合VS6→斷開VS3，閉合VS5→斷開VS6，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于95%，變換過程結(jié)束。

（3）如果上述分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C<97%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)減少繞組匝數(shù)，檔位-2過渡到檔位-3（W4、W3、W2調(diào)節(jié)繞組反向接入），變換過程：VS5閉合（初始狀態(tài)）→關(guān)斷KM1→閉合VS4→斷開VS5，閉合VS3→斷開VS4，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于92.5%，變換過程結(jié)束。

（4）如果上述分接開關(guān)調(diào)節(jié)結(jié)束，輸出電壓U_C<97%U_N，一次側(cè)應(yīng)繼續(xù)減少繞組匝數(shù)，檔位-3過渡到檔位-4（W4、W3、W2、W1調(diào)節(jié)繞組反向接入），變換過程：VS3閉合（初始狀態(tài)）→觸發(fā)KM4→閉合VS6→斷開VS3，閉合VS5→斷開VS6，變壓器穩(wěn)定運(yùn)行于90%，變換過程結(jié)束。

降壓，升壓過程需依次檔位調(diào)節(jié)，不可多級跨檔調(diào)節(jié)。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。