自动调容的配电变压器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动调容的配电变压器，它包括变压器本体（1）、高压复合开关（2）、低压复合开关（3）和控制电路（4），变压器本体（1）中安装有高压复合开关（2）、低压复合开关（3）、小容量变压器单元（5）、大容量变压器单元（6）和低压电流互感器（7），控制电路（4）与低压电流互感器（7）、高压复合开关（2）、低压复合开关（3）相连。本发明电路简单，运行平稳，能根据负荷情况自动形成大中小三种容量组合方式，满足峰谷平时段负荷需求，未使用的线圈退出电气运行，实现每个时段下的变压器损耗最小化。
【专利说明】自动调容的配电变压器
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器，具体涉及一种自动调容的配电变压器。
【背景技术】
[0002]目前我国配电变压器总电能损耗占我国年总发电量的3%?4%，尽管配电变压器已是高效率的设备，但由于其数量巨大和空载耗电的固定性，配电变压器效率即便有微小的改进也能获得相当大的能源节约。而农村及城镇居民区，高峰负荷期配电变压器接近满载，夜间低谷负荷期则接近空载，一年的绝大部分时间处于大马拉小车运行状态，变压器的空载损耗比重较大。在负荷一定的情况下，通过减少配电变压器空载损耗，可以降低变压器的运行损耗。
[0003]目前市场上的调容配电变压器，主要是利用变压器高低侧线圈的组合实现大小两种容量方式运行，从而达到一定的节能效果。但无论是在大小容量方式下，变压器高低侧线圈都在运行状态下，还是存在一定的能耗；同时两种容量的组合方式，不能完全贴近低谷、高峰和平时三个时段的负荷需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于:提供一种自动调容的配电变压器，能根据负荷情况自动形成大中小三种容量组合方式，满足峰谷平时段负荷需求，未使用的线圈退出电气运行，实现每个时段下的变压器损耗最小化。
[0005]本发明的技术解决方案是:该自动调容的配电变压器包括变压器本体、高压复合开关、低压复合开关和控制电路，变压器本体中安装有高压复合开关、低压复合开关、小容量变压器单元、大容量变压器单元和低压电流互感器，高压复合开关分别与变压器本体的对应相别的高压出线桩头和小容量变压器单元及大容量变压器单元的高压绕组相连，低压复合开关分别与变压器本体的对应相别的低压出线桩头和小容量变压器单元及大容量变压器单元的低压绕组相连，低压电流互感器安装于变压器本体内的低压出线桩头，控制电路与低压电流互感器、高压复合开关、低压复合开关相连。
[0006]其中，高压复合开关及低压复合开关的每相由真空接触器和IPM高压大功率智能模块，真空接触器和IPM高压大功率智能模块两端并联，真空接触器和IPM高压大功率智能模块连接至控制电路。
[0007]其中，控制电路包括采样单元、CPU单元和驱动单元，采样单元与低压电流互感器、CPU单元连接,CPU单元与采样单元、驱动单元连接,驱动单元与CPU单元、高压复合开关、低压复合开关相连。
[0008]本发明的优点是:变压器本体中安装小容量变压器单元、大容量变压器单元，可组合成大、中、小三种容量运行方式，中、小容量运行时另一变压器单元无电气和磁路连接，不产生损耗，有效的解决了配电变压器运行中“大马拉小车”问题，通过大小容量的变压器组合，根据负荷情况实时控制复合开关，满足峰谷平时段的负荷需求，自动调容配电变压器优化了变压器的设备资源，最大限度地降低了变压器的损耗，既有巨大的经济效益，也有显著的社会效益，适宜普遍推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是自动调容配电变压器电气不意图。
[0010]图2是复合开关结构图。
[0011]图3是控制回路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0013]如图1所示，该自动调容的配电变压器包括变压器本体1、高压复合开关2、低压复合开关3和控制电路4，变压器本体I中安装有高压复合开关2、低压复合开关3、小容量变压器单元5、大容量变压器单元6和低压电流互感器7，高压复合开关2分别与变压器本体I的对应相别的高压出线桩头和小容量变压器单元5及大容量变压器单元6的高压绕组相连，低压复合开关3分别与变压器本体I的对应相别的低压出线桩头和小容量变压器单元5及大容量变压器单元6的低压绕组相连，低压电流互感器7安装于变压器本体I内的低压出线桩头，控制电路4与低压电流互感器7、高压复合开关2、低压复合开关3相连。
[0014]如图2所示，高压复合开关2及低压复合开关3的每相由真空接触器8和IPM高压大功率智能模块9，真空接触器8和IPM高压大功率智能模块9两端并联，真空接触器8和IPM高压大功率智能模块9连接至控制电路4。
[0015]如图3所示，控制电路4包括采样单元10、CPU单元11和驱动单元12，采样单元10与低压电流互感器7、CPU单元11连接，CPU单元11与采样单元10、驱动单元12连接，驱动单元12与CPU单元11、高压复合开关2、低压复合开关3相连。
[0016]加电初始状态时，高压复合开关2及低压复合开关3两组开关全部处于合闸状态，即小容量变压器单元5、大容量变压器单元6全部投入运行，自动调容配电变压器满容量运行；运行中控制电路4检测低压侧负荷电流，当负荷电流小于满容量的28%时，则断开高压复合开关2、低压复合开关3与大容量变压器单元6相连的电路；当负荷电流小于满容量的60%大于28%时，则断开高压复合开关2、低压复合开关3与小容量变压器单元5相连的电路；在小容量变压器单元5运行时，当负荷电流大于满容量的60%时，则合上高压复合开关
2、低压复合开关3与大容量变压器单元6相连的电路；当负荷电流小于满容量的60%大于28%时，则先合上高压复合开关2、低压复合开关3与大容量变压器单元6相连的电路，然后再断开高压复合开关2、低压复合开关3与小容量变压器单元5相连的电路；在大容量变压器单元6运行时，当负荷电流大于满容量的60%时，则合上高压复合开关2、低压复合开关3与小容量变压器单元5相连的电路；当负荷电流小于满容量28%时，则先合上高压复合开关
2、低压复合开关3与小容量变压器单元5相连的电路，然后再断开高压复合开关2、低压复合开关3与大容量变压器单元6相连的电路。
[0017]当高压复合开关2、低压复合开关3在合闸时，由控制电路4检测到电压过零点，先导通IPM高压大功率智能模块9，1ms后真空接触器合闸8 ;高压复合开关2、低压复合开关3在断开时，由控制电路4检测到电流过零点，先断开真空接触器8合闸，1ms后关断IPM高压大功率智能模块9 ;高压复合开关2、低压复合开关3中IPM高压大功率智能模块9先投后退，高压侧电压为零时为高压侧开关动作时刻，以有效消除高压侧过电流；选择低压侧电流相位为零时为低压侧开关动作时刻，以有效消除低压侧过电压；正常运行时由真空接触器8承载电流，避免了功率模块IPM的发热和耐压等问题，从而能够提高开关的可靠性。
[0018]本发明自动调容配电变压器创新的重点是共箱的两个独立不同容量的变压器单元，实现了大中小三种容量的运行方式组合，贴近峰谷平时段的负荷需求，不运行的变压器单元无电路和磁路连接，实现了变压器的损耗最小化；该发明在负载情况下，根据负荷变化自动改变变压器联接方式从而调整变压器为大中小容量，节能效果显著；变压器单元投入退出时，复合开关中高压大功率智能模块IPM先投后退和真空接触器承载电流控制方案，有效的抑制了暂态过电压和过电流，避免了功率模块IPM的发热和耐压等问题，从而能够提高开关的可靠性；本发明适用于季节性负荷或者周期负荷变化较大的农村、城市商业区、工业区、居民小区等场所。
【权利要求】
1.自动调容的配电变压器，其特征在于:它包括变压器本体(I)、高压复合开关(2)、低压复合开关(3)和控制电路(4)，变压器本体(I)中安装有高压复合开关(2)、低压复合开关(3)、小容量变压器单元(5)、大容量变压器单元(6)和低压电流互感器(7)，高压复合开关(2)分别与变压器本体(I)的对应相别的高压出线桩头和小容量变压器单元(5)及大容量变压器单元(6 )的高压绕组相连，低压复合开关(3 )分别与变压器本体(I)的对应相别的低压出线桩头和小容量变压器单元(5)及大容量变压器单元(6)的低压绕组相连，低压电流互感器(7)安装于变压器本体(I)内的低压出线桩头，控制电路(4)与低压电流互感器(7)、高压复合开关(2)、低压复合开关(3)相连。
2.根据权利要求1所述的自动调容的配电变压器，其特征在于:高压复合开关(2)及低压复合开关(3)的每相由真空接触器(8)和IPM高压大功率智能模块(9)，真空接触器(8)和IPM高压大功率智能模块(9)两端并联，真空接触器(8)和IPM高压大功率智能模块(9)连接至控制电路(4)。
3.根据权利要求1所述的自动调容的配电变压器，其特征在于:控制电路(4)包括采样单元(10)、CPU单元(11)和驱动单元(12)，采样单元(10)与低压电流互感器(7)、CPU单元(11)连接，CPU单元(11)与采样单元(10)、驱动单元(12)连接，驱动单元(12)与CPU单元(11)、高压复合开关(2)、低压复合开关(3)相连。
【文档编号】H01F29/00GK104242669SQ201410511615
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】刘建戈, 曹莉 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司涟水县供电公司, 江苏省电力公司淮安供电公司, 江苏省电力公司