一种电力变压器附加调节电容无功方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力变压器附加调节电容无功方法及其装置，在电力降压变压器每相负荷绕组的首端和离首端的固定匝数处引出的抽头间形成一个固定绕组，另在每相负荷绕组侧附加独立的1～4个调节绕组，采用调节机构将所述调节绕组和固定绕组串联联接起来再和电容器组C和限流电感L串联联结后再接于所述负荷绕组的另一端，组成一个电容无功调节装置。通过调节机构改变调节绕组电压的大小和极性，作用于电容器组C和限流电感L上的电压就是电力变压器附加产生的可控电压，从而调节电容所发出的无功。本发明不产生高次谐波，晶闸管开关等调节元件工作电压低，较之现有技术，减少了一个成本较大的辅助变压器，使电容无功补偿装置占地面积很小，装置成本更低。具体实施考虑了装置故障不影响变压器对负荷供电。
【专利说明】一种电力变压器附加调节电容无功方法及其装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于产生可控电压源调节电容器组端电压实现电容无功的调节技术，尤其涉及一种电力变压器附加调节电容无功方法及其装置。
【背景技术】
[0002]无功补偿装置是电力系统广泛应用的一次调节控制装置，它不仅可实现三相或单相无功平衡，进行电网调压、调节功率因素，还可实现三相间无功和有功的任意分配，因而实现“负载对称”和“电源对称”。传统的无功补偿装置一机械开关投切电容器组(MSC)根本不可能完成上述重任。近十年来国内研制发展并正在推广应用多种基于晶闸管控制的动态无功补偿装置，例如晶闸管控制电抗器+滤波器(TCR+FC)、晶闸管过零投切电容器(TSC)、磁控电抗器MCR+MSC、静止无功发生器CTATC0M等。它们响应速度快，能快速频繁调节，对电力系统的调节控制起到了十分显著的作用。
[0003]但这些动态无功补偿装置均存在一定的问题。大都产生高次谐波，为解决此问题，有的回路多，组成设备多；有的结构复杂；有的损耗大，因而它们的造价都比较贵，特别是静止无功发生器CTATC0M。它们还有一个最大缺点，作为调节元件的晶闸管都直接承受接入母线的网络电压或2倍网络电压，不仅增加了装置成本，而且装置能直接接入的工作母线电压均受到一定限制(目前最高35KV)，也影响了对电力系统的调节控制效果。
[0004]基于发明专利《调节电容无功功率的方法及所用装置》专利号为ZL031358241所实施的并以投入试运行的IOKV级晶闸管控制电容的无功补偿装置(TCC)，有效地解决了上述问题，且使装置成本显著下降。但又带来一个新的问题，需要一个独立的辅助变压器，虽然它的容量只及补偿装置容量的三分之一，但该辅助变压器的造价仍然昂贵，要占到整个TCC装置成本的25%左右，且增加占地面积；而电容无功补偿装置，大都紧邻电力变压器(或主变压器)安装，普通的电力变压器都有电压调节装置，在小范围内调节用电设备的端电压。TCC型电容无功补偿装置也属电力变压器的用电设备，它所需的电压调节范围要比普通用电设备的电压调节范围大得多，不能采用电力变压器普通电压调节装置，只能根据TCC装置电容电压调节要求，利用电力变压器，全新设计独立的调压方法，作为可控电压源，调节电容的端电压来调节电容无功，这就是本发明提出的背景。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题:提供一种电力变压器附加调节电容的无功方法及其装置，以解决现有晶闸管控制电容的无功补偿装置(TCC)需要一个独立的辅助变压器的问题。该问题是，虽然辅助变压器的容量只及补偿装置容量的三分之一，但它增加占地面积，且接线并不优化，造价较高，要占到整个TCC装置成本的25%左右。
[0006]本发明技术方案:
一种电力变压器附加调节电容无功方法，在电力变压器每相负荷绕组的首端和离首端的固定匝数处引出的抽头间形成一个固定绕组，另在每相负荷绕组侧附加独立的I?4个调节绕组，采用调节机构将所述调节绕组和固定绕组串联联接起来再和电容器组C和限流电感L串联联结后再接于所述负荷绕组的另一端也就是末端，组成一个电容无功调节装置；通过调节机构改变调节绕组电压的大小和极性，作用于电容器组C和限流电感L上的电压就是电力变压器附加产生的可控电压，从而调节电容所发出的无功。
[0007]所述电力变压器包括双绕组降压变压器、三绕组降压变压器和自耦降压变压器。
[0008]对于有二个负荷绕组的三绕组降压变压器和自耦降压变压器，所述的附加调节电容无功的方法在其中一个负荷绕组侧进行或在二个负荷绕组侧同时进行。
所述的调节机构由晶闸管开关通过桥接方式构成、由“电一机”复合开关通过桥接或三开关联接方式构成或由机械开关通过抽头联接或抽头-桥式联接构成。
[0009]所述的电容无功调节装置，通过I或2个断路器QF1、QF2并联接在电力变压器负荷绕组的固定绕组抽头和电力变压器负荷绕组的另一端端头之间。
[0010]包括所述断路器在内的整个电容无功调节装置和电力变压器各绕组抽头、端头间的联结均采用隔离插头联接。
[0011]所述的自耦降压变压器为不带电力负荷的双绕组自耦降压变压器时，则负荷绕组即为一次绕组，电容无功调节装置和电力变压器各绕组间的联接采用直接联结，电容无功调节装置和电力变压器构成整体用一个断路器接入电网。
[0012]本发明的有益效果:
电网的现有无功补偿技术分两大类:一是传统的用机械开关投切电容器组(MSC)，它们的特点是:投切电容器组，冲击电流大，不能快速频繁调节，且按组分级，一般4?8级，回路数多，占地面积大，虽然单位容量造价不高，但也不太低；二是现代的动态无功补偿装置，如前述的TCR+FC、MCR+MSC、CTATC0M等，它们的造价都很高，且TCR+FC回路数多，占地面积大；基于发明专利[I]研发的新型动态无功补偿装置——TCC装置，虽然回路少，单位容量造价显著下降，但存在一个辅助变压器，它增加占地面积，且接线并不优化，造价较高，仍占装置成本的25%左右。若果将本发明用于晶闸管控制电容的无功补偿装置，可取消发明[I]TCC装置所需的辅助变压器，单位容量造价要比发明[1]TCC装置约可降低21%，而且占地面极大大縮小
以10KV、6000千乏的国内几种无功补偿装置为例，实际调查了当前国内无功补偿置几种组成设备的价格，对本发明的电容无功补偿装置和国内通用的几种无功补偿装置的造价进行了详细计算，将它们的各项经济性能进行比较，如表I所示。
【权利要求】
1.一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:在电力变压器每相负荷绕组的首端和离首端的固定匝数处引出的抽头间形成一个固定绕组，另在每相负荷绕组侧附加独立的I?4个调节绕组，采用调节机构将所述调节绕组和固定绕组串联联接起来再和电容器组C和限流电感L串联联结后再接于所述负荷绕组的另一端，组成一个电容无功调节装置；通过调节机构改变每个调节绕组电压的大小和极性，作用于电容器组C和限流电感L上的电压就是电力变压器附加产生的可控电压，从而调节电容所发出的无功。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:所述电力变压器包括双绕组降压变压器、三绕组降压变压器和自耦降压变压器。
3.根据权利要求2所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:有二个负荷绕组的三绕组降压变压器和自耦降压变压器，所述的附加调节电容无功的方法是在其中一个负荷绕组侧进行或在二个负荷绕组侧同时进行。
4.根据权利要求1所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:所述的调节机构由晶闸管开关通过桥接方式构成、由“电一机”复合开关通过桥接或三开关联接方式构成或由机械开关通过抽头联接或抽头-桥式联接构成。
5.根据权利要求1所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:所述的电容无功调节装置，通过I或2个断路器并联接在电力变压器负荷绕组的固定绕组抽头和电力变压器负荷绕组的另一端端头之间。
6.根据权利要求5所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:包括所述断路器在内的整个电容无功调节装置和电力变压器各绕组抽头、端头间的联结均采用隔离插头联接。
7.根据权利要求2所述的一种电力变压器附加调节电容无功方法，其特征在于:所述的自耦降压变压器为不带电力负荷的双绕组自耦降压变压器时，则负荷绕组即为一次绕组，电容无功调节装置和电力变压器各绕组间的联接采用直接联结，电容无功调节装置和电力变压器构成整体用一个断路器接入电网。
【文档编号】H02J3/18GK104009485SQ201410273835
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】李民族, 李颖 申请人:贵州大学