一種有載調容和有載調壓配電變壓器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種可以根據用戶峰谷負荷變化以及電網電壓波動情況，動態調節容量以及輸出電壓值的變壓器，包括分布在配變鐵芯兩側的高壓側繞組和低壓側繞組，還包括：有載調容模塊，用于切換所述高壓側繞組在三相間的接線方式、調節所述低壓側繞組的接入線圈匝數，改變所述低壓側繞組的出線端的負荷容量；有載調壓模塊，用于根據所述低壓側繞組的出線端的負荷容量，獲取所述低壓側繞組的出線端的輸出電壓，反饋至所述高壓側繞組，并調節高壓側繞組的進線端的輸入電壓；調容調壓控制模塊，用于根據電網負荷向所述有載調容模塊發出調容信號、向所述有載調壓模塊發出調壓信號，并對所述有載調容模塊和有載調壓模塊進行監控和過載保護。
【專利說明】一種有載調容和有載調壓配電變壓器
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統以及電力電子【技術領域】，特別是涉及一種有載調容和有載調壓配電變壓器。
【背景技術】
[0002]農村電網的降損節能工程對促進農村經濟的發展以及創建節約型社會將產生巨大的影響。目前中國的農村電網配電變壓器損耗還相當嚴重，農村電網負荷具有季節性變化大、用電集中、峰谷差大、年利用小時數低的特點。在農忙用電集中季節，變壓器過載運行現象嚴重，有時甚至出現200%過負載運行現象；而在用電淡季，變壓器負荷率較低，常出現“大馬拉小車”現象，空載損耗相對增加，造成大量不必要的電力資源浪費。同時，城市電網負荷峰谷用電量差異更加明顯，用電負荷峰谷輪換更加頻繁，對供電的可靠性要求更高。因此，合理根據負荷峰谷輪換實時調整配電變壓器容量，提高配電變壓器平均負載率，是實現配電網降損節能的行之有效的途徑。
[0003]目前，中國大部分地區使用了無載調容變壓器。但是由于需要人工停電調節，使用很不方便；并且多數電工不能掌握正確的使用方法，谷負荷時并沒有調到小容量運行，調容功能在使用中并沒有得到充分利用；峰負荷時，又不能及時調節到大容量，因此常出現因調節不及時造成的燒毀變壓器事故。雖然現有出現了一些有載調容的變壓器，但其采用機械式調容開關，結構復雜，切換時會產生電弧，故障率高，調節速度緩慢，不適用于頻繁調節。隨著電力電子技術的快速發展，可靠性逐漸提高，成本也在大幅下降，采用微處理器直接控制電力電子開關實現容量切換成為可能，電力電子器件作為調容開關調節迅速，調節效果會明顯優于機械式的有載調容開關，快速無弧化電力電子調容技術取代傳統的機械式調容技術，是該領域的發展趨勢。
[0004]另一方面，現階段一些地方配電網因季節性、時段性負荷變化幅度大，造成電壓波動大、供電可靠性差的問題，而一般的有載調容變壓器不具備有載調壓功能，不能根據運行情況帶負荷調整負荷側電壓，影響供電質量。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服上述現有技術問題，提出一種有載調容和有載調壓配電變壓器，以根據用戶峰谷負荷變化以及電網電壓波動情況，智能實時動態調節變壓器容量以及變壓器輸出電壓值，從而在有效提高變壓器平均負荷率的情況下，提高電網供電質量以及電網電壓的穩定性。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下:
[0007]一種有載調容和有載調壓配電變壓器，包括用于三相配電變壓器的高壓側繞組和低壓側繞組，高壓側繞組和低壓側繞組各設置在配變鐵芯的一側，還包括:
[0008]有載調容模塊，用于切換所述高壓側繞組在三相間的接線方式、調節所述低壓側繞組的接入線圈匝數，改變所述低壓側繞組的出線端的負荷容量；
[0009]有載調壓模塊，用于根據所述低壓側繞組的出線端的負荷容量，獲取所述低壓側繞組的出線端的輸出電壓，反饋至所述高壓側繞組，并調節高壓側繞組的進線端的輸入電壓；
[0010]調容調壓控制模塊，用于根據電網負荷向所述有載調容模塊發出調容信號、向所述有載調壓模塊發出調壓信號，并對所述有載調容模塊和有載調壓模塊進行監控和過載保護。
[0011]所述有載調壓模塊包括從低壓側繞組的出線端引出的不可控整流電路，不可控整流電路依次串聯升降壓斬波電路、調壓逆變電路，調壓逆變電路分三相輸出，且調壓逆變電路在三相上的輸出端分別設有相電抗器，每個相電抗器的出線端設有一次耦合段和補償電容，所述高壓側繞組在三相上的進線端分別設有與一次耦合段匹配的二次耦合段，每相上的所述一次耦合段和二次耦合段形成一對耦合線圈，三相上的所述耦合線圈之間以星形接線相連，所述補償電容與相電抗器相并聯。
[0012]所述升降壓斬波電路包括與不可控整流電路相連的全控型開關器件，電力二極管，電感，電容，電容與調壓逆變電路相并聯。
[0013]所述有載調容模塊包括:
[0014]高壓側接線單元，設置在所述高壓側繞組的出線端，用于使所述高壓側繞組在三相間以星形接線或三角接線的方式接入電路；
[0015]低壓側接線單元，所述低壓側繞組在每相上均包括串聯的固定線圈段和可調線圈段，可調線圈段包括兩段可調線圈，低壓側接線單元用于使每相上的所述兩段可調線圈以相互并聯或者相互串聯或者以擇一的方式接入電路。
[0016]所述高壓側接線單元包括六組雙向晶閘管星角切換開關，所述高壓側繞組在每相上的輸出端各設有兩組所述的雙向晶閘管星角切換開關，分別位于不同相上的其中三組雙向晶閘管星角切換開關以星形接線方式相連，分別位于不同相上的另外三組雙向晶閘管星角切換開關以三角接線方式相連。
[0017]所述低壓側接線單元包括九組雙向晶閘管變線開關，每相上設置三組所述的雙向晶閘管變線開關，第一組的兩端分別與所述兩段可調線圈的進線端相連，第二組的一端與其中一段可調線圈的進線端相連，另一端與另一段可調線圈的出線端相連，第三組的兩端分別與所述兩段可調線圈的出線端相連。
[0018]本發明的優點是:
[0019]1、兼具調容和調壓功能，拓展了原有配電變壓器的單一功能，可根據電網用電峰谷負荷變化以及電網電壓波動情況，在不中斷配電變壓器勵磁狀態下，智能實時動態調節配電變壓器的容量以及配電變壓器的輸出電壓值，避免了因電網負荷具有季節性變化大、用電集中、峰谷差大、年利用小時數低，以及電網電壓波動大使變壓器出現過載運行或“大馬拉小車”的情況，減小了電網配電變壓器損耗，提高系統電壓質量和供電可靠性，提高了設備利用率和性價比，社會效益顯著；
[0020]2、有載調容模塊與有載調壓模塊是串接在一起的，相比傳統的在變壓器外接并聯的調壓設備的方式，串接的方式可用同一調容調壓控制模塊進行測量、控制與過載保護，簡化了結構和設備投入成本，并可大幅提升用電管理水平，調壓更智能、及時、準確，控制方式更加簡便，減少了調壓的人員投入；
[0021]3、有載調壓可以提高電壓合格率、提高無功補償能力，提高電容器投入率、降低電能損耗，確保供電質量，真正做到電網的安全、經濟、優質運行；
[0022]4、采用電力電子技術的晶閘管為有載調容的切換開關，避免了現有的有載調容變壓器采用機械式調容開關存在的結構復雜、切換時產生電弧、故障率高、調節速度緩慢等問題，使有載調容的安全性、穩定性均得到提高，并且切換速度快，日常維護與試驗相對更為簡單，控制更方便，為根據晝夜間的用電峰谷情況進行調容奠定了基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]附圖1是本發明的電路結構示意圖；
[0024]附圖2是本發明工作在有載調容模式下的電路結構示意圖；
[0025]附圖3是本發明工作在有載調壓模式下的電路結構示意圖；
[0026]附圖4是本發明工作在有載調壓、調容YyO型I模式下的電路結構示意圖；
[0027]附圖5是本發明工作在有載調壓、調容YyO型II模式下的電路結構示意圖；
[0028]附圖6是本發明工作在有載調壓、調容YyO型III模式下的電路結構示意圖；
[0029]附圖7是本發明工作在有載調壓、調容Dyll型I模式下的電路結構示意圖；
[0030]附圖8是本發明工作在有載調壓、調容Dyll型II模式下的電路結構示意圖；
[0031]附圖9是本發明工作在有載調壓、調容Dyll型III模式下的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0033]實施例
[0034]如圖1至圖9所示，一種有載調容和有載調壓配電變壓器，包括用于三相配電變壓器的高壓側繞組和低壓側繞組，高壓側繞組和低壓側繞組各設置在配變鐵芯的一側，還包括:
[0035]有載調容模塊，用于切換所述高壓側繞組在三相間的接線方式、調節所述低壓側繞組的接入線圈匝數，改變所述低壓側繞組的出線端的負荷容量；
[0036]有載調壓模塊，用于根據所述低壓側繞組的出線端的負荷容量，獲取所述低壓側繞組的出線端的輸出電壓，反饋至所述高壓側繞組，并調節高壓側繞組的進線端的輸入電壓；
[0037]調容調壓控制模塊，用于根據電網負荷向所述有載調容模塊發出調容信號、向所述有載調壓模塊發出調壓信號，并對所述有載調容模塊和有載調壓模塊進行監控和過載保護。
[0038]下面以1KV配電網為例進行說明。
[0039]參見圖1，線圈TcA、線圈TcB、線圈TcC位于配變鐵芯的一側，它們的進線端分別與A相、B相、C相的交流電接入點相連，線圈TcA、線圈TcB、線圈TcC組成了高壓側繞組；位于配變鐵芯另一側的線圈Tea、線圈Tcb、線圈Tcc，以及線圈Lea、線圈Lea’、線圈Lcb、線圈Lcb’、線圈Lee、線圈Lee’屬于低壓側繞組，其中，線圈Tea、線圈Lea、線圈Lea’對應于A相，線圈Tcb、線圈Lcb、線圈Lcb’對應于B相，線圈Tcc、線圈Lee、線圈Lee’對應于C相。
[0040]高壓側繞組的出線端與有載調容模塊相連，低壓側繞組的出線端為有載調容模塊的輸出端，即如圖中所示的a點、b點和c點部分，外部用電負荷從a點、b點、c點取電。有載調容模塊的輸出端與有載調壓模塊的輸入端相連，識別出有載調容模塊當前輸出容量下的輸出電壓，并對該輸出電壓進行整流、升降壓處理，再進行逆變，從有載調壓模塊的輸出端反饋至高壓側繞組的進線端，從而調節高壓側繞組的輸入電壓。
[0041]調容調壓控制模塊主要包括調容控制單元、調壓控制單元和保護單元等，保護單元主要包括設備過溫、過壓、過流等保護電路，調容控制單元、調壓控制單元根據用戶峰谷負荷變化以及電網電壓波動情況，智能實時動態調節變壓器容量以及變壓器輸出電壓值。本領域的技術人員可根據調容調壓控制模塊的用途、功能、目的等，參見相關的智能控制系統，選用合適的零部件，設計調容調壓控制模塊的電路，在此不作限制。
[0042]進一步地，所述有載調壓模塊包括從低壓側繞組的出線端引出的不可控整流電路，不可控整流電路依次串聯升降壓斬波電路、調壓逆變電路，調壓逆變電路分三相輸出，且調壓逆變電路在三相上的輸出端分別設有相電抗器，每個相電抗器的出線端設有一次耦合段和補償電容，所述高壓側繞組在三相上的進線端分別設有與一次耦合段匹配的二次耦合段，每相上的所述一次耦合段和二次耦合段形成一對耦合線圈，三相上的所述耦合線圈之間以星形接線相連，所述補償電容與相電抗器相并聯。
[0043]如圖所示，有載調壓模塊中，由電力二極管D1-D6構成不可控整流電路，然后串聯由絕緣柵雙極型晶體管Vs、電感L、電容C、電力二極管D構成的升降壓斬波電路，升降壓斬波電路繼續串聯由逆變橋V1-V6組成的調壓逆變電路，調壓逆變電路三相分別串聯相電抗器LA、LB、LC,相電抗器LA、LB、LC的出線端與補償電容CA、CB、CC相并聯，然后連接到耦合線圈 TvA、TvB、TvC。
[0044]所述升降壓斬波電路包括與不可控整流電路相連的全控型開關器件，全控型開關器件的另一端與調壓逆變電路相連。其中，通過控制信號既可以控制其導通，又可以控制其關斷的電力電子器件被稱為全控型開關器件，包括門極可關斷晶閘管(Gate-Turn-OffThyristor一GTO)，電力場效應晶體管(Power M0SFET)，絕緣柵雙極晶體管(Insulate-GateBipolar Transistor一IGBT)等，本實施例中采用的是全控型開關器件為絕緣柵雙極晶體管 IGBT0
[0045]優選地，所述有載調容模塊包括:
[0046]高壓側接線單元，設置在所述高壓側繞組的出線端，用于使所述高壓側繞組在三相間以星形接線或三角接線的方式接入電路；
[0047]低壓側接線單元，所述低壓側繞組在每相上均包括串聯的固定線圈段和可調線圈段，可調線圈段包括兩段可調線圈，低壓側接線單元用于使每相上的所述兩段可調線圈以相互并聯或者相互串聯或者以擇一的方式接入電路。
[0048]如圖，線圈Tea、線圈Tcb、線圈Tcc為低壓側繞組中固定線圈段，線圈Lea、線圈Lea’、線圈Lcb、線圈Lcb’、線圈Lee、線圈Lee’屬于低壓側繞組中的可調線圈段。
[0049]所述高壓側接線單元包括六組雙向晶閘管星角切換開關，所述高壓側繞組在每相上的輸出端各設有兩組所述的雙向晶閘管星角切換開關，分別位于不同相上的其中三組雙向晶閘管星角切換開關以星形接線方式相連，分別位于不同相上的另外三組雙向晶閘管星角切換開關以三角接線方式相連。
[0050]所述低壓側接線單元包括九組雙向晶閘管變線開關，每相上設置三組所述的雙向晶閘管變線開關，第一組的兩端分別與所述兩段可調線圈的進線端相連，第二組的一端與其中一段可調線圈的進線端相連，另一端與另一段可調線圈的出線端相連，第三組的兩端分別與所述兩段可調線圈的出線端相連。
[0051]如圖所示，六組雙向晶閘管星角切換開關分別為VcA、VcA’、VcB、VcB’、VcC、VcC’，線圈TcA的輸出端與雙向晶閘管切換開關VcA和VcA’相連，線圈TcB的輸出端與雙向晶閘管切換開關VcB和VcB’相連，線圈TcC的輸出端與雙向晶閘管切換開關VcC和VcC’相連，同時，雙向晶閘管切換開關VcA、VcB, VcC之間以三角接線方式相連，雙向晶閘管切換開關VcA’、VcB’、VcC’之間以星形接線方式相連。控制這六組雙向晶閘管切換開關的通斷，即可使高壓側繞組的線圈TcA、線圈TcB、線圈TcB在三角接線和星形接線之間切換。
[0052]九組雙向晶閘管變線開關分別為Vcal、Vca2、Vca3、Vcb 1、Vcb2、Vcb3、Vcc 1、Vcc2、Vcc3，雙向晶閘管變線開關Vcal、Vca2、Vca3設置在A相上，第一組雙向晶閘管變線開關Vcal的兩端分別與可調線圈Lca和Lea’的進線端相連，第二組雙向晶閘管變線開關Vca2的一端與可調線圈Lca的出線端相連，另一端與可調線圈Lea’的進線端相連，第三組雙向晶閘管變線開關Vca3的兩端分別與可調線圈Lca和Lea’的出線端相連。使雙向晶閘管變線開關Vcal和Vca3導通，雙向晶閘管變線開關Vca2斷開，則使可調線圈Lca和Lea’相互并聯；使雙向晶閘管變線開關Vcal和Vca3斷開，雙向晶閘管變線開關Vca2導通，則使可調線圈Lca和Lea’相互串聯；使雙向晶閘管變線開關Vca3導通，雙向晶閘管變線開關Vcal和Vca2斷開，則使可調線圈Lca接入電路，而可調線圈Lea’不接入；使雙向晶閘管變線開關Vcal導通，雙向晶閘管變線開關Vca3和Vca2斷開，則使可調線圈Lea’接入電路，而可調線圈Lca不接入。B相、C相上的連接與A相相似。
[0053]本裝置主要用于1kV配電網，可以根據用戶峰谷負荷變化以及電網電壓波動情況，智能實時動態調節變壓器容量以及變壓器輸出電壓值。
[0054]有載調容工作原理為:
[0055]1、負載運行中，若二次側負載不對稱，各相均有零序電流，其值為中線電流的1/3，零序電流在配變鐵芯中產生零序磁通，YynO接線的配變高壓側沒有零序電流與之去磁，零序磁通在變壓器配變鐵芯柱中無通路，只能通過空氣隙、箱壁、夾緊螺栓形成回路，產生附加損耗，鑒于此，大容量變壓器不宜采用YynO接線，最大容量1800kVA，并規定YynO接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的25% ;Dynll接線中，一次繞組的零序電流可以在繞組內環流，反過來可削弱二次繞組的零序磁通，不致使零序磁通造成配變的過熱，因此中性線電流幾乎可達相線電流值(一般能達到相線電流的80% )，規程規定Dynll接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的40%，所以Dynll接線能使配變容量盡可能得到充分利用，同時也降低了損耗，同容量的配變負載損耗Dynll接線比YynO接線可減少20%，因此改變高壓側繞組(圖中的線圈TcA、TcB, TcC)出線端六組雙向晶閘管星角切換開關VcA、VcA’、VcB、VcB’、VcC、VcC’的開斷方式，可使高壓側繞組在三角形與星型接法之間進行切換，從而利用變壓器繞組方式不同改變變壓器的容量，大容量三相不平衡時使用Dyll型，正常容量時使用YyO型；
[0056]2、改變低壓側繞組(固定線圈段Tea、Tcb、Tcc)出線端所串聯的九組雙向晶閘管變線開關Vcal、Vca2、Vca3、Vcbl、Vcb2、Vcb3、Vccl、Vcc2、Vcc3的開斷方式，可以改變可調線圈段Lca、Lca'、Lcb、Lcb'、Lcc、Lcc'的接入方式，調節低壓側繞組的接入線圈膽數，改變高壓側繞組和低壓側繞組之間的變比，進行不同容量下的無弧切換。
[0057]有載調壓工作原理:
[0058]由電力二極管D1-D6構成的不可控整流電路，將交流電整流為直流，然后通過串聯的由全控型開關器件Vs、電感L、電容C、電力二極管D構成的升降壓斬波電路，對直流電進行升降變化，最后利用全控型開關器件(例如IGBT)控制逆變橋V1-V6逆變產生需要的交流電，從而動態調整串聯在變壓器高壓側繞組TcA、TcB、TcC的耦合繞組TVA、TvB、TvC兩側的電壓，最終達到動態調整配電變壓器的輸入電壓的目的。
[0059]下面結合附圖，對本實施例中智能型有載調容調壓配電變壓器在不同狀態下對應的工作模式進行說明:
[0060]I)有載調容模式；
[0061]參見圖2，對于高壓側繞組，保持無觸點的雙向晶閘管星角切換開關VcA、VcB、VcC斷開不工作，使VcA^ > VcBr 'NcC1保持工作狀態，將高壓側繞組接為三角形(D型)；對于低壓側繞組，保持無觸點的雙向晶閘管變線開關Vca2、Vcb2、Vcc2斷開不工作，使Vcal、Vca3、Vcbl、Vcb3、Vccl、Vcc3保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈段Lca與雙向晶閘管變線開關Vca3構成一組晶閘管控制電抗器TCR，Lca'與Vcal構成另一組晶閘管控制電抗器TCR，然后兩組TCR相并聯，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相。
[0062]實施例中，只是單獨考慮有載調容模塊單獨工作情況的模式之一，具體其他模式詳見下文。
[0063]2)有載調壓模式
[0064]參見圖3，由電力二極管D1-D6構成的不可控整流電路，將交流電整流為直流，然后通過串聯的由全控型開關器件IGBT、電感L、電容C、電力二極管D構成的升降壓斬波電路，對直流電進行升降變化，最后利用全控型開關器件IGBT控制逆變橋V1-V6逆變產生需要的交流電，動態調整串聯在變壓器高壓側繞組繞組TcA、TcB, TcC的耦合線圈TvA、TvB,TvC兩側電壓，以動態調整配電變壓器的輸入電壓。
[0065]實施例中，只是單獨考慮有載調壓模塊單獨工作情況。
[0066]3)有載調壓、調容YyO型I模式；
[0067]參見圖4，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA'、VcB'、VcCr斷開不工作，使VcA、VcB、VcC保持工作狀態，將高壓側繞組接為星形(Y型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vccl、VcbU VcaU Vca2、Vcb2、Vcc2斷開不工作，使Vca3、Vcb3、Vcc3保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈段Lca與雙向晶閘管變線開關Vca3構成一組晶閘管控制電抗器TCR，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0068]4)有載調壓、調容YyO型II模式；
[0069]參見圖5，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA'、VcB'、VcCr斷開不工作，使VcA、VcB、VcC保持工作狀態，將高壓側繞組接為星形(Y型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vccl、VcbU VcaU Vca3、Vcb3、Vcc3斷開不工作，使Vca2、Vcb2、Vcc2保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈Lca、Lca^與無觸點雙向晶閘管變線開關Vca2構成一組晶閘管控制電抗器TCR，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；3有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0070]5)有載調壓、調容YyO型III模式；
[0071]參見圖6，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA'、VcB'、VcCr斷開不工作，使VcA、VcB、VcC保持工作狀態，將高壓側繞組接為星形(Y型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vca2、Vcb2、Vcc2斷開不工作，使Vccl、VcbUVcal、Vca3、Vcb3、Vcc3保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈Lca與無觸點雙向晶閘管變線開關Vca3構成一組晶閘管控制電抗器TCR，Lca/與Vcal構成另一組TCR，然后兩組TCR相并聯，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0072]6)有載調壓、調容Dyll型I模式；
[0073]參見圖7，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA、VcB、VcC斷開不工作，使VcA^ ,VcBr ,VcCr保持工作狀態，將高壓側繞組接為三角形(D型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vccl、VcbU VcaU Vca2、Vcb2、Vcc2斷開不工作，使Vca3、Vcb3、Vcc3保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈Lca與無觸點雙向晶閘管變線開關Vca3構成一組晶閘管控制電抗器TCR，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0074]7)有載調壓、調容Dyll型II模式；
[0075]參見圖8，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA、VcB、VcC斷開不工作，使VcA^ ,VcBr ,VcCr保持工作狀態，將高壓側繞組接為三角形(D型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vccl、VcbU VcaU Vca3、Vcb3、Vcc3斷開不工作，使Vca2、Vcb2、Vcc2保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈Lca、Lca^與無觸點雙向晶閘管變線開關Vca2構成一組晶閘管控制電抗器TCR，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0076]8)有載調壓、調容Dyll型III模式；
[0077]參見圖9，對于高壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管星角切換開關VcA、VcB、VcC斷開不工作，使VcA^ ,VcBr ,VcCr保持工作狀態，將高壓側繞組接為三角形(D型)；對于低壓側繞組，保持無觸點雙向晶閘管變線開關Vca2、Vcb2、Vcc2斷開不工作，使Vccl、VcbUVcal、Vca3、Vcb3、Vcc3保持工作狀態，因此對于A相相當于可調線圈Lca與無觸點雙向晶閘管變線開關Vca3構成一組晶閘管控制電抗器TCR，Lca/與Vcal構成另一組TCR，然后兩組TCR相并聯，對變壓器進行有載調容。B、C兩相同A相；有載調壓模塊工作情況參考有載調壓模式。
[0078]本發明結構合理，功能完備，能夠智能實時動態調節變壓器容量以及變壓器輸出電壓值，拓展了傳統變壓器的單一功能，使其可以根據用戶峰谷負荷變化，動態改變無觸點雙向晶閘管調容開關的通斷方式，以此實現變壓器高壓側繞組星形(Y)與三角形(d)互換，或改變低壓側繞組出線端的接入方式，實現變壓器有載調容；并且避免了為改變傳統變壓器容量而并聯額外的補償裝置，使變壓器結構更加緊湊，簡單，高效；同時本發明可以根據電網電壓波動請況，智能控制全控型開關器件逆變橋動態調整設置在高壓側繞組的進線端的耦合繞組兩側的電壓，以動態調整配電變壓器的輸入電壓；其在有載調容切換容量時不產生電弧，調節迅速，調節頻率高，故障率低，調節效果會明顯優于傳統機械式的有載調容開關。
[0079]上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
【權利要求】
1.一種有載調容和有載調壓配電變壓器，包括用于三相配電變壓器的高壓側繞組和低壓側繞組，高壓側繞組和低壓側繞組各設置在配變鐵芯的一側，其特征在于，還包括: 有載調容模塊，用于切換所述高壓側繞組在三相間的接線方式、調節所述低壓側繞組的接入線圈匝數，改變所述低壓側繞組的出線端的負荷容量； 有載調壓模塊，用于根據所述低壓側繞組的出線端的負荷容量，獲取所述低壓側繞組的出線端的輸出電壓，反饋至所述高壓側繞組，并調節高壓側繞組的進線端的輸入電壓； 調容調壓控制模塊，用于根據電網負荷向所述有載調容模塊發出調容信號、向所述有載調壓模塊發出調壓信號，并對所述有載調容模塊和有載調壓模塊進行監控和過載保護。
2.根據權利要求1所述的有載調容和有載調壓配電變壓器，其特征在于，所述有載調壓模塊包括從低壓側繞組的出線端引出的不可控整流電路，不可控整流電路依次串聯升降壓斬波電路、調壓逆變電路，調壓逆變電路分三相輸出，且調壓逆變電路在三相上的輸出端分別設有相電抗器，每個相電抗器的出線端設有一次耦合段和補償電容，所述高壓側繞組在三相上的進線端分別設有與一次耦合段匹配的二次耦合段，每相上的所述一次耦合段和二次耦合段形成一對耦合線圈，三相上的所述耦合線圈之間以星形接線相連，所述補償電容與相電抗器相并聯。
3.根據權利要求2所述的有載調容和有載調壓配電變壓器，其特征在于，所述升降壓斬波電路包括與不可控整流電路相連的全控型開關器件、電力二極管、電感、電容，電容與調壓逆變電路相并聯。
4.根據權利要求1或2或3所述的有載調容和有載調壓配電變壓器，其特征在于，所述有載調容模塊包括: 高壓側接線單元，設置在所述高壓側繞組的出線端，用于使所述高壓側繞組在三相間以星形接線或三角接線的方式接入電路； 低壓側接線單元，所述低壓側繞組在每相上均包括串聯的固定線圈段和可調線圈段，可調線圈段包括兩段可調線圈，低壓側接線單元用于使每相上的所述兩段可調線圈以相互并聯或者相互串聯或者以擇一的方式接入電路。
5.根據權利要求4所述的有載調容和有載調壓配電變壓器，其特征在于，所述高壓側接線單元包括六組雙向晶閘管星角切換開關，所述高壓側繞組在每相上的輸出端各設有兩組所述的雙向晶閘管星角切換開關，分別位于不同相上的其中三組雙向晶閘管星角切換開關以星形接線方式相連，分別位于不同相上的另外三組雙向晶閘管星角切換開關以三角接線方式相連。
6.根據權利要求5所述的有載調容和有載調壓配電變壓器，其特征在于，所述低壓側接線單元包括九組雙向晶閘管變線開關，每相上設置三組所述的雙向晶閘管變線開關，第一組的兩端分別與所述兩段可調線圈的進線端相連，第二組的一端與其中一段可調線圈的進線端相連，另一端與另一段可調線圈的出線端相連，第三組的兩端分別與所述兩段可調線圈的出線端相連。
【文檔編號】H01F27/28GK104485215SQ201410830120
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】袁旭峰, 張秋雁, 歐家祥, 游菲, 胡晟, 周立波 申請人:貴州電力試驗研究院