配電變壓器的有載調(diào)壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配電變壓器的電壓調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電變壓器的有載調(diào)壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，電源通過(guò)供電線路和配電變壓器為負(fù)荷供電，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起供電線路中的電流隨之波動(dòng)，由于供電線路和配電變壓器存在阻抗，因而導(dǎo)致加載在負(fù)荷上的電壓波動(dòng)，使負(fù)荷的工作電壓偏離其額定電壓，對(duì)負(fù)荷造成不良影響。因此，為了使負(fù)荷端的電壓波動(dòng)保持在合理的范圍之內(nèi)，目前配電變壓器一般包含多個(gè)繞組抽頭，通過(guò)選擇不同的繞組抽頭來(lái)調(diào)節(jié)配電變壓器的一、二次繞組的匝數(shù)，從而改變配電變壓器的變比，保證負(fù)荷端的電壓維持在合理的范圍之內(nèi)。
[0003]但是對(duì)于改變配電變壓器繞組抽頭實(shí)現(xiàn)負(fù)荷端電壓調(diào)節(jié)的方法，需在配電變壓器無(wú)勵(lì)磁的情況下進(jìn)行，并且一般情況下含有繞組抽頭的配電變壓器的調(diào)節(jié)精度不高，約為額定電壓的2.5%，在正負(fù)各三級(jí)繞組抽頭的情況下，配電變壓器的調(diào)節(jié)范圍約為其額定電壓的-7.5 %?7.5 %。然而在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，存在著大量的電壓敏感型負(fù)荷，例如計(jì)算機(jī)、精密儀器等，這些電壓敏感型負(fù)荷對(duì)于配電網(wǎng)中電壓幅值波動(dòng)的要求較高，而調(diào)節(jié)配電變壓器繞組抽頭的方法已不能完全滿足電壓敏感型負(fù)荷對(duì)電壓波動(dòng)的要求；同時(shí)，在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常存在工業(yè)負(fù)荷晝夜峰谷相差巨大的現(xiàn)象，導(dǎo)致負(fù)荷端電壓的波動(dòng)較大，往往超出調(diào)節(jié)配電變壓器繞組抽頭的方法所能調(diào)節(jié)的電壓范圍。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對(duì)配電變壓器電壓調(diào)節(jié)的范圍較小的問(wèn)題，提供一種配電變壓器的有載調(diào)壓裝置。
[0005]一種配電變壓器的有載調(diào)壓裝置，包括N個(gè)調(diào)壓繞組和N個(gè)開(kāi)關(guān)模塊，其中N是正整數(shù)，且每一所述調(diào)壓繞組與一個(gè)所述開(kāi)關(guān)模塊連接；每一所述開(kāi)關(guān)模塊包括5個(gè)開(kāi)關(guān)單元，分別為開(kāi)關(guān)單元K1、開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3、開(kāi)關(guān)單元K4和開(kāi)關(guān)單元K5 ;所述開(kāi)關(guān)單元Kl的一端分別連接當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊對(duì)應(yīng)的調(diào)壓繞組的一端和所述開(kāi)關(guān)單元K3的一端，所述開(kāi)關(guān)單元Kl的另一端分別連接所述開(kāi)關(guān)單元K2和所述開(kāi)關(guān)單元K5的一端；所述開(kāi)關(guān)單元K4的一端分別連接所述開(kāi)關(guān)單元K2的另一端和當(dāng)前開(kāi)關(guān)模塊對(duì)應(yīng)的調(diào)壓繞組的另一端，所述開(kāi)關(guān)單元K4的另一端分別連接所述開(kāi)關(guān)單元K3的另一端和所述開(kāi)關(guān)單元K5的另一端#個(gè)所述開(kāi)關(guān)模塊經(jīng)每一所述開(kāi)關(guān)模塊中的開(kāi)關(guān)單元K5串接；所述配電變壓器的有載調(diào)壓裝置經(jīng)串接的N個(gè)開(kāi)關(guān)單元K5與配電變壓器的高壓繞組串接。
[0006]上述配電變壓器的有載調(diào)壓裝置通過(guò)控制各個(gè)開(kāi)關(guān)模塊中開(kāi)關(guān)單元的通斷，使調(diào)壓繞組接入高壓繞組的匝數(shù)可調(diào)，從而改變高壓繞組的等效繞組匝數(shù)，由于配電變壓器的變比與高壓繞組的等效繞組匝數(shù)相關(guān)，因此改變高壓繞組的等效繞組匝數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配電變壓器的電壓調(diào)節(jié)，同時(shí)接入配電變壓器高壓繞組的調(diào)壓繞組的數(shù)量可根據(jù)配電變壓器所在配電網(wǎng)電壓波動(dòng)的實(shí)際情況設(shè)定，因此通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊控制接入的調(diào)壓繞組的匝數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配電變壓器在較大范圍內(nèi)的電壓調(diào)節(jié)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為配電變壓器的有載調(diào)壓裝置其中一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為在其中一個(gè)實(shí)施例中開(kāi)關(guān)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3為在其中一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4為在另一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5為在另一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖6為在另一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖7為在另一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖8為在另一個(gè)實(shí)施方式中開(kāi)關(guān)單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖9為配電變壓器的有載調(diào)壓裝置另一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，配電變壓器包括高壓繞組100和低壓繞組200，參見(jiàn)圖1所示，配電變壓器的有載調(diào)壓裝置300包括N個(gè)調(diào)壓繞組和N個(gè)開(kāi)關(guān)模塊，其中N是正整數(shù)，并且每一個(gè)調(diào)壓繞組均與對(duì)應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊連接，例如，第一個(gè)調(diào)壓繞組即調(diào)壓繞組320與第一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊即開(kāi)關(guān)模塊310連接，第N個(gè)調(diào)壓繞組則與第N個(gè)開(kāi)關(guān)模塊連接，而每一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊均包括5個(gè)開(kāi)關(guān)單元，分別為開(kāi)關(guān)單元K1、開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3、開(kāi)關(guān)單元K4和開(kāi)關(guān)單元K5，具體地，結(jié)合圖2所示的開(kāi)關(guān)模塊310的結(jié)構(gòu)示意圖，對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)單元的連接關(guān)系予以說(shuō)明:開(kāi)關(guān)單元Kl的一端分別連接該開(kāi)關(guān)模塊所連接的調(diào)壓繞組的一端和開(kāi)關(guān)單元K3的一端，開(kāi)關(guān)單元Kl的另一端分別連接開(kāi)關(guān)單元K2和開(kāi)關(guān)單元K5的一端；開(kāi)關(guān)單元K4的一端分別連接開(kāi)關(guān)單元K2的另一端和調(diào)壓繞組的另一端，開(kāi)關(guān)單元K4的另一端分別連接開(kāi)關(guān)單元K3的另一端和開(kāi)關(guān)單元K5的另一端；并且，配電變壓器的有載調(diào)壓裝置中的N個(gè)開(kāi)關(guān)模塊經(jīng)每一個(gè)開(kāi)關(guān)模塊中的開(kāi)關(guān)單元K5串接，其他開(kāi)關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)與開(kāi)關(guān)模塊310的結(jié)構(gòu)相同。同時(shí)，配電變壓器的有載調(diào)壓裝置經(jīng)串接的N個(gè)開(kāi)關(guān)單元K5與配電變壓器的高壓繞組串接。
[0018]在本實(shí)施例中，通過(guò)控制各個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通或者關(guān)斷的狀態(tài)，使調(diào)壓繞組接入高壓繞組100的匝數(shù)可調(diào)，從而改變高壓繞組的等效繞組匝數(shù)。以圖2所示的開(kāi)關(guān)模塊310和調(diào)壓繞組320為例，當(dāng)開(kāi)關(guān)單元Kl和開(kāi)關(guān)單元K4導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3、開(kāi)關(guān)單元K5均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310將調(diào)壓繞組從I端至2端接入；當(dāng)開(kāi)關(guān)單元K2和開(kāi)關(guān)單元K3導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元K1、開(kāi)關(guān)單元K4、開(kāi)關(guān)單元K5均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310將調(diào)壓繞組從2端至I端接入；當(dāng)開(kāi)關(guān)單元K5導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元Kl、開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3和開(kāi)關(guān)單元K4均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310相當(dāng)于將調(diào)壓繞組短路，即不接入高壓繞組中。本實(shí)施例在原有高壓繞組的基礎(chǔ)之上，通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊中各個(gè)開(kāi)關(guān)單元的設(shè)計(jì)，可以將調(diào)壓繞組中與配電變壓器的低壓繞組200極性相同或者不同的端引入高壓繞組，實(shí)現(xiàn)增加、減少或者保持原有高壓繞組的等效繞組匝數(shù)，并且通過(guò)各個(gè)開(kāi)關(guān)模塊可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓繞組的聯(lián)合使用，從而增大了配電變壓器變比的變化范圍，進(jìn)而增大配電變壓器的輸出電壓的可調(diào)節(jié)范圍，使負(fù)載端電壓的波動(dòng)維持在合理的范圍之內(nèi)。
[0019]作為一種具體的實(shí)施方式，調(diào)壓繞組的繞制方向與高壓繞組的繞制方向相同。仍以圖2所示的開(kāi)關(guān)模塊310為例，當(dāng)調(diào)壓繞組的繞制方向與高壓繞組的繞制方向相同時(shí)，調(diào)壓繞組的I端的極性與高壓繞組200的極性相同，當(dāng)開(kāi)關(guān)單元Kl和開(kāi)關(guān)單元K4導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3、開(kāi)關(guān)單元K5均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310將調(diào)壓繞組從I端至2端接入，此時(shí)相當(dāng)于將調(diào)壓繞組順串接入高壓繞組中，而調(diào)壓繞組的順串接入將增加高壓繞組的等效繞組匝數(shù)；當(dāng)開(kāi)關(guān)單元K2和開(kāi)關(guān)單元K3導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元K1、開(kāi)關(guān)單元K4、開(kāi)關(guān)單元K5均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310將調(diào)壓繞組從2端至I端接入，此時(shí)相當(dāng)于將調(diào)壓繞組反串接入高壓繞組中，而調(diào)壓電阻的反串接入將減小高壓繞組的等效繞組匝數(shù)；當(dāng)開(kāi)關(guān)單元K5導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)單元K1、開(kāi)關(guān)單元K2、開(kāi)關(guān)單元K3和開(kāi)關(guān)單元K4均斷開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)模塊310相當(dāng)于將調(diào)壓繞組短路，即不接入高壓繞組中，此時(shí)高壓繞組的等效繞組匝數(shù)保持不變。在確定高壓繞組、低壓繞組及調(diào)壓繞組的繞制方向后，本實(shí)施方式通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊中各個(gè)開(kāi)關(guān)單元的設(shè)計(jì)，可以將調(diào)壓繞組順串接入、反串接入或者短接接入高壓繞組之中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增加、減少或者保持原有高壓繞組的等效繞組匝數(shù)，并且通過(guò)各個(gè)開(kāi)關(guān)模塊可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓繞組的聯(lián)合使用，從而增大了配電變壓器變比的變化范圍，進(jìn)而增大配電變壓器的輸出電壓的可調(diào)節(jié)范圍，使負(fù)載端電壓的波動(dòng)維持在合理的范圍之內(nèi)。
[0020]作為一種具體的實(shí)施方式，開(kāi)關(guān)單元為機(jī)械開(kāi)關(guān)，該機(jī)械開(kāi)關(guān)為以機(jī)械觸碰方式實(shí)現(xiàn)電路通斷的開(kāi)關(guān)。如圖3所示，機(jī)械開(kāi)關(guān)以A端和B端作為對(duì)外連接端，通過(guò)A端、B端與外部連接。
[0021]作為一種具體的實(shí)施方式，如圖4所示，開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)壓敏電阻Rl和兩個(gè)反向并接的晶閘管SCR1、晶閘管SCR2，晶閘管SCRl的陽(yáng)極分別連接晶閘管SCR2的陰極和壓敏電阻Rl的一端，晶閘管SCR2的陽(yáng)極分別連接晶閘管SCRl的陰極和壓敏電阻Rl的另一端，壓敏電阻Rl的兩端(A端和B端)分別作為該開(kāi)關(guān)單元的對(duì)外連接端，該開(kāi)關(guān)單元通過(guò)A端、B端與外部連接。由于晶閘管SCRl和晶閘管SCR2能夠在控制信號(hào)的作用下各自實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)閉，因而能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)單元在不同條件下的雙向?qū)üδ?。在該開(kāi)關(guān)單元中，與兩個(gè)晶閘管并聯(lián)的壓敏電阻Rl用于限制晶閘管兩端的電壓，保護(hù)晶閘管。由于晶閘管能夠在較高電壓和較大電流下工作，因此基于反向并接晶閘管的開(kāi)關(guān)單元具有良好的關(guān)斷特性。
[0022]作為一種具體的實(shí)施方式，如圖5所示，開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)壓敏電阻R2、兩個(gè)絕緣棚.雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)和四個(gè)二極管，兩個(gè) IGBT分別為絕緣柵雙極型晶體管Tl和絕緣柵雙極型晶體管T2，四個(gè)二極管分別為二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4，其中絕緣柵雙極型晶體管Tl的發(fā)射極分別連接二極管Dl的陽(yáng)極和二極管D2的陽(yáng)極，絕緣柵雙極型晶體管Tl的集電極分別連接絕緣柵雙極型晶體管T2的發(fā)射極、二極管Dl的陰極、二極管D3的陽(yáng)極和壓敏電阻R2的一端；絕緣柵雙極型晶體管T2的集電極分別連接二極管D3的陰極和二極管D4的陰極；二極管D2的陰極分別連接二極管D4的陽(yáng)極和壓敏電阻R2的另一端，壓敏電阻R2的兩端(A端和B端)分別作為該開(kāi)關(guān)單元的對(duì)外連接端，該開(kāi)關(guān)單元通過(guò)A端、B端與外部連接。在該開(kāi)關(guān)單元中，壓敏電阻起到限制靜態(tài)開(kāi)關(guān)兩端電壓、保護(hù)IGBT及二極管的作用，與每一個(gè)IGBT反向并接的二極管能夠防止IGBT關(guān)斷瞬間在其兩端產(chǎn)生的自感反向電壓將IGBT擊穿，IGBT所串聯(lián)的二極管使該靜態(tài)開(kāi)關(guān)電路能夠?qū)﹄娏鞯姆较蜻M(jìn)行控制，當(dāng)其中一個(gè)二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)二極管則處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0023]作為一種具體的實(shí)施方式，如圖6所示，開(kāi)關(guān)單元包括兩個(gè)IGBT和兩個(gè)二極管，分別為絕緣柵雙極型晶體管T3、絕緣柵雙極型晶體管T4、二極