專利名稱:一種恒磁通輸配電變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及輸配電變壓器領(lǐng)域,具體涉及一種恒磁通輸配電 變壓器,當(dāng)它的一次輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí),該變壓器內(nèi)部磁 通及輸出電壓皆能穩(wěn)定保持在一個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi),使變壓器長期工作 處在最佳狀態(tài),使受電客戶得到穩(wěn)定的電源電壓。
背景技術(shù):
-眾所周知輸配電變壓器乃至整個(gè)電網(wǎng)由于種種負(fù)荷的特性大小 等變化,會(huì)引起變壓器一次和二次電壓波動(dòng),這種電壓波動(dòng)不僅會(huì)造 成變壓器本身空載電流和空載損耗增加,同時(shí)會(huì)給用戶帶來過高或過 低電壓,過電流,使得用戶無法正常運(yùn)行,甚至損壞電氣設(shè)備。為了 提高供電質(zhì)量,目前往往在變壓器高壓一次側(cè)采用多抽頭,并配以有 載變換調(diào)節(jié)開關(guān)的措施,來改善輸出電壓的質(zhì)量。但是這畢竟是一種 有級(jí)調(diào)節(jié)方式,除了這多抽頭和安裝有載調(diào)節(jié)開關(guān)會(huì)給變壓器的結(jié)構(gòu) 制造帶來相當(dāng)麻煩和增加可觀投資外,調(diào)節(jié)時(shí)輸出電壓仍屬于一種開 關(guān)有級(jí)跳躍變化,難能得到理想的穩(wěn)定電壓的效果。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種恒磁通輸配電變壓器,該變壓器 構(gòu)造簡單可行,且輸出電壓的質(zhì)量有明顯改善,能得到節(jié)能和增長用 戶受電設(shè)備壽命的實(shí)際效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種恒磁通輸 配電變壓器,包括輸配電主變壓器,其特征在于該輸配電主變壓器的 輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸入端連接,補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸出端與該輸 配電主變壓器的輸入端連接,該輸配電主變壓器的輸出端還與自動(dòng)控 制器的輸入端連接,自動(dòng)控制器的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元連接。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,該補(bǔ)償執(zhí)行單元包括與輸配電主 變壓器輸出端連接的雙電刷輸出調(diào)壓器,與輸配電主變壓器輸入端連 接的串聯(lián)變壓器,該雙電刷輸出調(diào)壓器的輸入端'與輸配電主變壓器輸 出端連接,該雙電刷輸出調(diào)壓器的雙電刷輸出端與串聯(lián)變壓器的輸入 端連接,串聯(lián)變壓器的輸出端與輸配電主變壓器輸入端連接。其中自 動(dòng)控制器包括與輸配電主變壓器輸出端連接的電壓互感器,與電壓互感器連接的量測(cè)單元,量測(cè)單元與設(shè)定單元連接,設(shè)定單元與比較單 元的一個(gè)輸入端連接,比較單元的另一輸入端與基準(zhǔn)單元連接,比較 單元的輸出端與放大單元連接,放大單元與電機(jī)連接,電機(jī)與減速器 連接,減速器與雙電刷輸出調(diào)壓器的雙電刷連接。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例,該補(bǔ)償執(zhí)行單元包括感應(yīng)移相 器,該感應(yīng)移相器的輸入端與輸配電主變壓器輸出端連接,該感應(yīng)移 相器的輸出端與輸配電主變壓器輸入端連接。自動(dòng)控制單元測(cè)量輸配電主變壓器的輸出電壓后,與基準(zhǔn)單元的 電壓進(jìn)行比較后,控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使得補(bǔ)償執(zhí)行單元隨著輸出電壓的 變化而變化,從而通過補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸出端反饋給輸配電主變壓器 的輸入端,起到了穩(wěn)定電壓的作用。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠起到 穩(wěn)壓的效果,同時(shí)還有附加的容性無功補(bǔ)償及其負(fù)荷調(diào)配兩個(gè)次要的 功能。
圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電路圖 圖2a為一實(shí)施例的相量示意圖 圖2b為另一實(shí)施例的相量示意圖圖3為兩臺(tái)本實(shí)用新型的恒磁通輸配電變壓器并聯(lián)使用的電路圖具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。 由于三相產(chǎn)品的每一相完全相同,因此在圖中僅以一相示意圖來 闡明結(jié)構(gòu)原理。一種恒磁通輸配電變壓器,包括輸配電主變壓器B,其特征在于 該輸配電主變壓器B的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸入端連接,補(bǔ)償執(zhí) 行單元的輸出端與該輸配電主變壓器B的輸入端連接,該輸配電主變 壓器B的輸出端還與自動(dòng)控制器ZK的輸入端連接,自動(dòng)控制器ZK的 輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元連接。從圖中可以看出,本實(shí)用新型由三大部分組成,第一部分是一個(gè) 去掉了多抽頭結(jié)構(gòu)和有載變換調(diào)節(jié)開關(guān)的輸配電主變壓器B,它的功能是 電壓等級(jí)的變換,它只要按照標(biāo)準(zhǔn)的額定技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)制造。第 二部分是補(bǔ)償執(zhí)行單元,它的功能是消除電壓波動(dòng)對(duì)主變壓器B的影 響。它執(zhí)行的任務(wù)是輸出一個(gè)電壓,來抵消一次電壓士AU,使B接 受的電壓始終為一次電壓的額定值U,根據(jù)圖1所示的實(shí)施例,該 補(bǔ)償執(zhí)行單元包括與輸配電主變壓器B輸出端'連接的雙電刷輸出調(diào) 壓器T,與輸配電主變壓器B輸入端連接的串聯(lián)變壓器Bc,該雙電刷 輸出調(diào)壓器T的輸入端與輸配電主變壓器B輸出端連接,該雙電刷輸 出調(diào)壓器T的雙電刷輸出端與串聯(lián)變壓器Bc的輸入端連接,串聯(lián)變壓器Be的輸出端與輸配電主變壓器B輸入端連接。當(dāng)該雙電刷輸出調(diào)壓 器T的雙電刷al和a2分別從a和N走至N和a時(shí),在該雙電刷輸出 調(diào)壓器T的輸出端即可得到一個(gè)大小和方向皆可變化的電壓+U^ 0 一Ua* (這里的正負(fù)表示極性相反),這將使Be的次級(jí)出現(xiàn)一個(gè)十△ U* 0 一AIU的電壓,此電壓即可用以抵消一次電壓的波動(dòng),見 圖2a所示。第三部分是自動(dòng)控制單元ZK,用于判別輸配電主變壓器 B的次級(jí)電壓是偏高還是^低,并識(shí)別是否超出設(shè)定的精度范圍,如 超出則推動(dòng)雙電刷輸出調(diào)壓器T的調(diào)節(jié)回路通斷,執(zhí)行調(diào)節(jié)指令。在 本實(shí)施例中,自動(dòng)控制器ZK包括與輸配電主變壓器B輸出端連接的 電壓互感器l,與電壓互感器1連接的量測(cè)單元2,量測(cè)單元2與設(shè) 定單元3連接,設(shè)定單元3與比較單元4的一個(gè)輸入端連接,比較單 元4的另一輸入端與基準(zhǔn)單元5連接,比較單元4的輸出端通過放大 單元6與下降回路9和上升回路10連接,下降回路9和上升回路10 分別與電機(jī)7連接,電機(jī)7通過減速器8分別與雙電刷輸出調(diào)壓器T 的雙電刷al和a2連接。下面詳細(xì)說明該恒磁通輸配電變壓器的輸出電壓穩(wěn)定功能。在輸 入電壓出現(xiàn)Uw+AU時(shí),相應(yīng)的輸出三相電壓Ua, Ub, Uc也會(huì)比例 升高,當(dāng)自動(dòng)控制器ZK的量測(cè)單元2量測(cè)Ua, Ub, Uc,經(jīng)過比較單 元4與基準(zhǔn)單元5的基準(zhǔn)電壓比較后,如果大于基準(zhǔn)電壓,則下降回 路9自動(dòng)接通,電機(jī)推動(dòng)雙電刷運(yùn)動(dòng)使得Uala2為正,出現(xiàn)較大的+△ U*,,于+ AIU和U^在輸配電主變壓器B —次回路中方向相反, 因此實(shí)際輸配電主變壓器B的一次電壓為U1B=UIN+△ — A =UW, 使得輸配電主變壓器B —次得到的電壓幾乎不變。在輸入電壓出現(xiàn) U^—AU時(shí),相應(yīng)的輸出三相電壓Ua, Ub, Uc也會(huì)比例下降,通過 自動(dòng)控制器ZK的量測(cè)單元2量測(cè)Ua, Ub, Uc,經(jīng)過比較單元4與基 準(zhǔn)單元5的基準(zhǔn)電壓比較后,如果小于基準(zhǔn)電壓,則上升回路10自 動(dòng)接通,電機(jī)推動(dòng)雙電刷運(yùn)動(dòng),使得Uala2為負(fù),出現(xiàn)了一AIU,由 于一 AIU和仏w在輸配電主變壓器B —次回路中方向相同,因此實(shí)際 輸配電主變壓器B的一次電壓為U1B=UIN— Al^+ AU*=UIN,使得輸 配電主變壓器B—次得到的電壓幾乎不變。因此,無論電網(wǎng)電壓Uw 士AU,該主變壓器B的內(nèi)部磁通始終處于恒定狀態(tài),即最佳運(yùn)行狀 態(tài),而對(duì)外輸出電壓保持穩(wěn)定。再則,當(dāng)主變壓器B的負(fù)載大小變化 而引起輸出電壓波動(dòng)時(shí),同樣能使主變壓器B的輸出電壓保持穩(wěn)定。該恒磁通輸配電變壓器還具有附加的電抗電流對(duì)容性無功的補(bǔ) 償功能。當(dāng)該恒磁通輸配電變壓器在夜間輕載運(yùn)'行且輸配電線路存在 各種對(duì)地及線間電容,造成大量容性電流Ic時(shí),就會(huì)使得輸配電電 壓Ua劇烈升高。此時(shí),如采用兩臺(tái)該類變壓器并聯(lián)運(yùn)行,如圖3所 示(其中略去了自動(dòng)控制器ZK),第一恒磁通輸配電變壓器的輸入端與第二恒磁通輸配電變壓器的輸入端連接,第一恒磁通輸配電變壓器 的輸出端與均流電抗器L的上端連接,第二恒磁通輸配電變壓器的輸出端與均流電抗器L的下端連接,均流電抗器的輸出端與共同輸出端 連接。通過調(diào)節(jié)第二恒磁通輸配電變壓器B2的設(shè)定點(diǎn),使得恒磁通 輸配電變壓器B2處于第二象限工作狀態(tài),對(duì)第一恒磁通輸配電變壓 器B1形成感抗L流過感性電流lL,此lL將對(duì)上述Ic構(gòu)成補(bǔ)償,使 實(shí)際向電網(wǎng)所取的I化大大'減小,從而可使Ua不發(fā)生劇烈升高現(xiàn)象。 此時(shí)第二恒磁通輸配電變壓器B2處在第二象限運(yùn)行,它將使能量回 饋給電網(wǎng)。當(dāng)然這僅是超出第一穩(wěn)壓功能后采取的額外補(bǔ)償措施,如 在穩(wěn)壓的可控范圍內(nèi),則依賴上述三大部分的自動(dòng)協(xié)調(diào)工作,已能使 主變壓器B的輸出電壓保持穩(wěn)定。同時(shí),當(dāng)兩臺(tái)同規(guī)格的輸配電主變壓器B1和B2并聯(lián)運(yùn)行時(shí),由 于每臺(tái)輸配電變壓器都有獨(dú)立的三大部分,由各自的自動(dòng)控制器ZK 可自行控制調(diào)節(jié),因此只要少許微調(diào)其中某臺(tái)設(shè)定單元的設(shè)定值,如 第一輸配電主變壓器Bl的Ua,稍許升高,必使Ia,增加,并使第二輸 配電主變壓器B2的Ia"減小,從而使兩者的共同輸出點(diǎn)Ua保持一致。 這一調(diào)節(jié),便實(shí)現(xiàn)了無級(jí)平滑連續(xù)的負(fù)載電流的調(diào)配功能。本實(shí)用新型的實(shí)施方案可分兩種, 一種是對(duì)現(xiàn)有輸配電變電站的 技術(shù)改造方案,二是變壓器制造廠直接配套生產(chǎn)供應(yīng)恒磁通輸配電變 壓器的方案。對(duì)第一種實(shí)施方案,往往變電站已具備了主變壓器,此 時(shí)變電站可根據(jù)一次電網(wǎng)的電壓波動(dòng)規(guī)律和二次電網(wǎng)的穩(wěn)定要求,向 調(diào)壓器配套廠提出獨(dú)立的串聯(lián)變壓器Bc,配套的雙電刷輸出調(diào)壓器 T,以及自動(dòng)控制器ZK的制造規(guī)格,然后按圖1的要求進(jìn)行連接,并 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試,達(dá)到主變壓器B內(nèi)部主磁通恒定,對(duì)外輸出穩(wěn)定電壓 的目的。第二實(shí)施方案實(shí)際是新建的變電站,它可直接由變壓器制造 廠將主變壓器B和串聯(lián)變壓器Bc設(shè)計(jì)制造成一體,整個(gè)變壓器的輸 出端為A1B1C1,輸出端為abc,串聯(lián)變壓器Bc的輸入端分別為ala2, blb2, clc2。另外,由配套調(diào)壓器廠供給由雙電刷輸出調(diào)壓器T與自 動(dòng)控制器ZK構(gòu)成另一整體,它的輸入端與主變壓器輸出端abc對(duì)應(yīng) 相連,輸出端又與串聯(lián)變壓器Bc的輸入端ala2, blb2, clc2對(duì)應(yīng)相 連,再將自動(dòng)控制器ZK的量測(cè)單元輸入端與主變壓器輸出電壓直接 連接或通過電壓互感器連接后,即可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試,達(dá)到穩(wěn)壓輸出的 目的。在實(shí)施第二方案時(shí),如果遇到主變壓器次級(jí)輸出電壓不與雙電刷 輸出調(diào)壓器T電壓匹配的情況下,可用更下一級(jí)變壓器輸出電壓作為 雙電刷輸出調(diào)壓器T的輸入,但是abc必須使用對(duì)應(yīng)的相位。至于自 動(dòng)控制器的量測(cè)單元輸入端則可通過電壓互感器做到與之匹配。根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例,補(bǔ)償執(zhí)行單元可以采用感應(yīng)移相器,以此替代串聯(lián)變壓器Bc和雙電刷輸出調(diào)壓器T的組合。在該實(shí) 施例中,該補(bǔ)償執(zhí)行單元包括感應(yīng)移相器,該感應(yīng)移相器的輸入端與 輸配電主變壓器輸出端連接,該感應(yīng)移相器的輸出端與輸配電主變壓 器輸入端連接。由于該實(shí)施例中只需用感應(yīng)移相器替代串聯(lián)變壓器 Bc和雙電刷輸出調(diào)壓器T的組合,而其它部分不需改變,因此在此 不再贅述。此時(shí)用移相器次級(jí)電壓的相移180。的方法來抵消一次電 壓的波動(dòng),見圖2b所示/按目前的制造水平,該實(shí)用新型的主變壓器B的初級(jí)可以是6 100kV電壓等級(jí),次級(jí)可以是0.4 100kV;串聯(lián)變壓器Bc的次級(jí)電 壓由必須補(bǔ)償?shù)拿肯嚯妷篈l^來確定,但串聯(lián)變壓器Bc的次級(jí)耐 壓等級(jí)必須與主變壓器B的初級(jí)一致,串聯(lián)變壓器Bc的初級(jí)與雙電 刷輸出調(diào)壓器T輸出相匹配;雙電刷輸出調(diào)壓器T的輸入是0. 4 0.69kV,輸出電壓為0 士 (0.4 0.69) kV,用感應(yīng)移相器替代時(shí), 它的初級(jí)電壓為0.4 10kV,次級(jí)電壓為6 10kV等級(jí),大于10kV 時(shí)必須用串聯(lián)變壓器Bc匹配,自動(dòng)控制器ZK的輸入端量測(cè)電壓可 以是400V等級(jí),也可取100V等級(jí),此時(shí)通過電壓互感器來適應(yīng)各 種主變壓器的輸出電壓。
權(quán)利要求1、一種恒磁通輸配電變壓器,包括輸配電主變壓器,其特征在于該輸配電主變壓器的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸入端連接,補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸出端與該輸配電主變壓器的輸入端連接,該輸配電主變壓器的輸出端還與自動(dòng)控制器的輸入端連接,自動(dòng)控制器的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元連接。
2、 按權(quán)利要求1所述的恒磁通輸配電變壓器,其特征在于該補(bǔ) 償執(zhí)行單元包括與輸配電主變壓器輸出端連接的雙電刷輸出調(diào)壓器, 與輸配電主變壓器輸入端連接的串聯(lián)變壓器,該雙電刷輸出調(diào)壓器的 輸入端與輸配電主變壓器輸出端連接,該雙電刷輸出調(diào)壓器的雙電刷 輸出端與串聯(lián)變壓器的輸入端連接,串聯(lián)變壓器的輸出端與輸配電主 變壓器輸入端連接。
3、 按權(quán)利要求2所述的恒磁通輸配電變壓器,其特征在于自動(dòng) 控制器包括與輸配電主變壓器輸出端連接的電壓互感器,與電壓互感 器連接的量測(cè)單元,量測(cè)單元與設(shè)定單元連接,設(shè)定單元與比較單元 的一個(gè)輸入端連接,比較單元的另一輸入端與基準(zhǔn)單元連接,比較單 元的輸出端與放大單元連接,放大單元與電機(jī)連接,電機(jī)與減速器連 接,減速器與雙電刷輸出調(diào)壓器的雙電刷連接。
4、 按權(quán)利要求1所述的恒磁通輸配電變壓器,其特征在于該補(bǔ) 償執(zhí)行單元包括感應(yīng)移相器,該感應(yīng)移相器的輸入端與輸配電主變壓 器輸出端連接,該感應(yīng)移相器的輸出端與輸配電主變壓器輸入端連 接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種恒磁通輸配電變壓器,其特征在于該輸配電主變壓器的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸入端連接,補(bǔ)償執(zhí)行單元的輸出端與該輸配電主變壓器的輸入端連接,該輸配電主變壓器的輸出端還與自動(dòng)控制器的輸入端連接,自動(dòng)控制器的輸出端與補(bǔ)償執(zhí)行單元連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠起到穩(wěn)壓的效果,同時(shí)還有附加的容性無功補(bǔ)償及其負(fù)荷調(diào)配兩個(gè)次要的功能。
文檔編號(hào)G05F1/247GK201113890SQ20072007528
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者蔣光祖 申請(qǐng)人:蔣光祖