一种变压器电能质量稳定装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变压器电能质量稳定装置，该变压器电能质量稳定装置与一带调压变压器连接，包括一直接取电应急旁路回路、整流回路、储能回路、逆变回路、滤波回路和直接耦合应急旁路回路；其中，所述直接取电应急旁路回路依次串联所述整流回路、所述储能回路、所述逆变回路、所述滤波回路和所述直接耦合应急旁路回路，且所述直接耦合应急旁路回路和所述直接取电应急旁路回路分别连接在所述带调压变压器的调压绕组上；该变压器电能质量稳定装置悬浮设置于所述带调压变压器的调压分接点的电位处，并与周围其他电位绝缘；通过该变压器电能质量稳定装置不仅能够理想地经济地解决供电质量和电网安全的问题，同时能够达到一定的节能效果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及供电质量和电网安全领域，尤其涉及一种变压器电能质量稳定装 置。 一种变压器电能质量稳定装置
【背景技术】
[0002] 在现代社会，人们对供电质量和电网安全的要求日益增高，而配电网中的用电设 备的种类却在不断的增加，电网供电和用电的负载程度也在不断的增大，这使得供电质量 和电网安全面临更大威胁。目前在电网中检测手段已很完善，但是提高供电质量和电网安 全的手段却不多，也不完备。对于目前来说，一般提高供电质量和电网安全的手段主要有：
[0003] -、对电压偏差、三相电压不平衡和稳定性的补偿，主要为在供电侧一般采用变压 器分接调压，通常为静态有极调压，而这种调压方式不准也不及时，而且带有电压波动和闪 动；在用电侧采用稳压器，但投入太大；
[0004] 二、对功角稳定性及功率因数的补偿，主要为在供电侧一般采用高压电容区域性 集中补偿，投入成本高，目前也投入不足，而在用电侧一般采用低压电容式补偿，不仅投入 大也不经济；
[0005] 三、对谐波的补偿，主要为在供电侧一般采用滤波装置区域性集中滤波，在用电侧 由谐波产生大户自行投入谐波补偿装置来限制谐波，这种方式投入极大；
[0006] 四、对电压波动和闪变、暂态电压安全性的措施较少。
[0007] 因此，针对现有技术的缺陷，有必要提出一种经济理想，同时能够达到一定节能效 果并有利于电网安全的变压器电能质量稳定装置，从而有效提高电能利用率和电网安全问 题。 实用新型内容
[0008] 为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种具有节能效果，并提高变压 器稳定性和可靠性的变压器电能质量稳定装置。
[0009] 为了达到上述目的，本实用新型公开了一种变压器电能质量稳定装置，该变压器 电能质量稳定装置与一带调压变压器的调压绕组直接连接，其特征在于，所述变压器电能 质量稳定装置包括一直接取电应急旁路回路、整流回路、储能回路、逆变回路、滤波回路和 直接耦合应急旁路回路；其中，所述直接取电应急旁路回路依次串联所述整流回路、所述储 能回路、所述逆变回路、所述滤波回路和所述直接耦合应急旁路回路，且所述直接耦合应急 旁路回路和所述直接取电旁路回路分别连接在所述带调压变压器的调压绕组上。
[0010] 较佳地，所述变压器电能质量稳定装置悬浮设置于所述带调压变压器的调压分接 点的电位处，并与周围其他电位绝缘。
[0011] 较佳地，所述带调压变压器包括一调压绕组和分别设置于所述调压绕组两侧的上 半主绕组和下半主绕组，所述调压绕组包括0至4的五个调压分接点，所述上半主绕组设置 有A分接点，所述下半主绕组设置有B分接点，且所述0调压分接点与所述B调压分接点连 接，其0调压分接点和下半主绕组的B分接点可为同一个端点，且0调压分接点和下半主绕 组的Β分接点可在变压器内直接连接。
[0012] 较佳地，所述直接取电应急旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的0调压分接 点和4调压分接点。
[0013] 较佳地，所述直接耦合应急旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的0调压分接 点和所述上半主绕组的Α分接点。
[0014] 较佳地，所述直接耦合应急旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的4调压分接 点和所述上半主绕组的A分接点。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
[0016] 1、本实用新型的变压器电能质量稳定装置通过设置直接取电应急旁路回路，以及 与该直接取电应急旁路回路依次串联连接的、整流回路、储能回路、逆变回路滤波回路和直 接耦合应急旁路回路，且该直接耦合应急旁路回路和直接取电应急旁路回路分别连接在一 带调压变压器的主绕组上，从而使该直接取电应急旁路回路从该带调压变压器调压绕组上 取电，并通过该直接耦合应急旁路回路耦合于该带调压变压器调压绕组上；使该匹配于带 调压变压器的电能质量稳定装置能够通过动态无极瞬时补偿电压偏差、三相电压不平衡以 及补偿电容性和电感性无功功率，提高功率因数；而且，该变压器电能质量稳定装置通过变 压器高压侧取电高压侧耦合的方式，与其他方式相比运行电流小，无需隔离耦合变压器，使 得经济合理，整体装置体积也更小，结构简单，从而大幅降低成本。
[0017] 2、本实用新型的变压器电能质量稳定装置安装在变压器上，在工作时可动态补偿 任意次谐波，且该装置可以在电压骤降(如大容量设备接入）和瞬间断电(如开关倒闸）时能 够维持短暂供电，有效提高电网安全。
[0018] 3、本实用新型的变压器电能质量稳定装置在变压器空载运行时，该变压器电能质 量稳定装置能够降低空载电流，从而达到节能效果；而且，该变压器电能质量稳定装置可使 变压器调压分接结构的制造更加简单(传统上调压绕组的分接点1至3已无必要可取消)， 提高了变压器的可靠性，也能够降低一部分成本。
[0019] 4、本实用新型的变压器电能质量稳定装置直接安装于变压器上，与变压器融为一 体，使其实用性更强，且该装置可以使常规变压器调压分接结构更加简单，只需要〇和4调 压分接点即可，从而大大提高了变压器的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型变压器电能质量稳定装置的结构框图。
[0021] 符号列表：
[0022] 10-变压器，11-调压绕组，12-上半主绕组，13-下半主绕组；20-变压器电能质量 稳定装置，21-直接取电应急旁路回路，22-整流回路，23-储能回路，24-逆变回路，25-滤波 回路，26-直接耦合应急旁路回路。
【具体实施方式】 [0023] ：
[0024] 参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的描述本实用新型。然而，本实 用新型可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反， 提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本【技术领域】的人员完全了 解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。
[0025] 现参考图1详细描述根据本实用新型实施的变压器电能质量稳定装置，如图1所 示，本实用新型提供的变压器电能质量稳定装置20用于连接带调压的变压器10,该变压器 电能质量稳定装置20包括一直接取电应急旁路回路21、整流回路22、储能回路23、逆变回 路24、滤波回路25和直接耦合应急旁路回路26 ;该直接取电应急旁路回路21依次串联连 接该整流回路22、储能回路23、逆变回路24、滤波回路25和直接耦合应急旁路回路26,且 该直接耦合应急旁路回路26和该直接取电应急旁路回路21分别连接在该带调压的变压器 10的调压绕组11上；通过该直接取电应急旁路回路21和直接耦合应急旁路回路26对变压 器高压侧取电和高压侧耦合的方式，与现有取电和耦合方式相比运行电流较小，且无需隔 离耦合变压器，从而更加经济合理，且该变压器电能质量稳定装置20安装于变压器10上， 与该带调压变压器融为一体，使其体积更小。
[0026] 其中，在具体实施过程中，该带调压变压器包括一调压绕组11和分别设置于所述 调压绕组11两侧的上半主绕组12和下半主绕组13,该调压绕组11通常包括0至4的五 个调压分接点，该上半主绕组12设置有A分接点，该下半主绕组13设置有B分接点，且该 〇调压分接点与该B分接点连接（即该0调压分接点和下半主绕组13的B分接点在变压器 10内连接，且两者为同一端点）；该变压器电能质量稳定装置20悬浮设置于该带调压变压 器的调压分接点的电位处，并与周围其他电位绝缘。
[0027] 而且，该直接取电应急旁路回路21的两端分别连接该调压绕组11的0调压分接 点和4调压分接点；该直接耦合应急旁路回路26的两端分别连接该调压绕组11的0调压 分接点和该上半主绕组12的A分接点，该直接耦合应急旁路回路26两端与带调压变压的 连接方式还可以为通过该直接耦合应急旁路回路26的两端分别连接该调压绕组11的4调 压分接点和上半主绕组12的A分接点。
[0028] 在具体实施过程中，该调压绕组11中的调压分接点并不限于本实施例提出的五 个调压分接点，还可以设置多个调压分接点，而该直接耦合应急旁路回路26和直接取电应 急旁路回路21与该带调压变压器的连接方式分别为：该直接耦合应急旁路回路26 -端连 接上半主绕组12的A分接点，直接耦合应急旁路回路26另一端连接该调压绕组11两端任 一调压分接点；该直接取电应急旁路回路21的一端连接该下半主绕组13的B分接点，直接 取电应急旁路回路21的另一端连接该调压绕组11中4调压分接点。其中由于该下半主绕 组13的B调压分接点和调压绕组11的0调压分接点连接，即该0调压分接点和B调压分 接点处两处的电位相等，则该直接耦合应急旁路回路26和该直接取电应急旁路回路21连 接到〇调压分接点和连接到B调压分接点实际达到的效果相同，或者说0调压分接点和B 分接点为同一个端点。
[0029] 在具体实施过程中，以10KV变压器的其中一相为例，其调压范围为-5%到+5%的 额定电压，该变压器电能质量稳定装置与调压变压器相结合后的工作原理为：在该变压器 在正常运行状态下，变压器外加电压UelOKV的正弦波，其变压感应到调压绕组0-4端的电 压为10KV且相位波形基本一致的正弦波，该变压器电能质量稳定装置按照上述的连接方 式与该变压器连接(在此不再赘述)。该调压绕组11上的电压通过该直接取电应急旁路回 路21与周边电位隔离悬浮，并送电至该整流回路22,该整流回路22将正弦波交流电变为 直流电，并将该直流电发送到该储能回路23,通过该储能回路23将该直流电储能于直流电 容中供后续的能量使用；该逆变回路24将储能回路23中的直流电逆变成任意相位、任意幅 度的正弦波交流电(也可以叠加一些特定的谐波电压)，由于该逆变回路24产生逆变后的波 形不是很光滑，还有间断，因此，通过该逆变回路24逆变后的正弦波交流电通过该滤波回 路25使其波形光滑，通过调制后的该正弦波交流电通过直接耦合应急旁路回路26耦合到 该变压器10的Ο-A端口处，从而达到调节变压器电参数的目的。
[0030] 而且，具体实施过程中，在没有安装该变压器电能质量稳定装置的常规变压器中， 其变压器外加电压U 1=变压器主绕组电压U2+调压绕组电压％_4，由于变压器调压绕组电压 是变压器主绕组直接感应的电压，这样变压器外加电压和调压绕组电压相位和波形基本一 致，因此，变压器主绕组电压只是该变压器外加电压和调压绕组电压的幅值之差，且该变压 器主绕组电压的相位波形无变化，而变压器输出电压主要由该主绕组电压决定，因此，该变 压器输出电压也基本无变化。而在本实用新型实施的变压器电能质量稳定装置中，将其安 装在变压器上，其变压器外加电压U 1=变压器主绕组电压U2+变压器电能质量稳定装置的输 出电压Um，由于该变压器电能质量稳定装置的输出电压是人工任意调制的电压（即通过改 变该直接取电应急旁路回路在调压绕组中的位置改变其电压)，而变压器外加电压不变，因 此，该变压器主绕组电压也可以按照人工要求进行任意调整，从而改变该变压器主绕组电 压的相位幅值和谐波含量，并且该变压器输出电压主要由主绕组电压决定，因此，该变压器 的最终输出电压便可按照人工要求进行调整，即通过调整变压器电能质量稳定装置的直接 取电应急旁路回路在调压绕组上的连接点改变变压器的输出电压。其中，该变压器外加电 压认为一给定值。
[0031] 通过该变压器电能质量稳定装置与配电变压器的连接，从而有效达到节省电能和 成本，具体的，该变压器电能质量稳定装置主要功能为1、动态无极瞬时补偿电压偏差、三相 电压不平衡的特点，采用动态无极瞬时补偿，且无电压波动和闪动，平滑过渡，具有10%额 定电压的补偿；2、动态无级瞬时补偿电容性和电感性无功的特点，从而提高功率因数，并有 效补偿10%的变压器额定容量；3、可动态补偿任意次谐波，幅值高达10%额定电压；4、该 变压器电能质量稳定装置在电压骤降如大容量设备接入或瞬时锻炼如开关倒闸时维持短 暂供电，有效提高电网安全；5、该变压器电能质量稳定装置在空载运行时，能够降低空载电 流，从而达到节电效果；6、该变压器电能质量稳定装置与该配电变压器连接，兼有电能监控 和电能管理的功能，从而能够省去原有的监控设备，有效降低成本。
[0032] 然而，我们应该认识到，本实用新型并不以此为限，该变压器电能质量稳定装置中 的带调压变压器中的调压绕组的调压分接点数量并不限于本实施例提出的五个节点数量， 且该直接耦合应急旁路回路不仅限于两端连接A调压分接点和0调压分接点，还可以连接 A调压分接点和4调压分接点，从而使其一端连接第一绕组，另一端连接调压绕组两端最高 或最低点位的调压分接点。从而有效提高该变压器电能质量稳定装置的性能。
[0033] 另外，本实用新型实施的变压器电能质量稳定装置与变压器结合后，还可以通过 设置其他人工自动化控制软件和算法，如波形移相技术、正弦波变形技术、波形叠加抵消算 法等，我们便可以通过该自动化控制软件或算法任意调整变压器输出电压的幅值、相位和 谐波含量，从而达到调节变压器供电质量和稳定电网的效果。
[〇〇34] 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动在内。
【权利要求】
1. 一种变压器电能质量稳定装置，与一调压变压器的调压绕组直接连接，其特征在于， 所述变压器电能质量稳定装置包括一直接取电应急旁路回路、整流回路、储能回路、逆变回 路、滤波回路和直接耦合应急旁路回路；其中，所述直接取电应急旁路回路依次串联所述整 流回路、所述储能回路、所述逆变回路、所述滤波回路和所述直接耦合应急旁路回路，且所 述直接耦合应急旁路回路和所述直接取电旁路回路分别连接在所述调压变压器的调压绕 组上。
2. 根据权利要求1所述的变压器电能质量稳定装置，其特征在于，所述变压器电能质 量稳定装置悬浮设置于所述调压变压器的调压分接点的电位处，并与周围其他电位绝缘。
3. 根据权利要求2所述的变压器电能质量稳定装置，其特征在于，所述调压变压器包 括一调压绕组和分别设置于所述调压绕组两侧的上半主绕组和下半主绕组，所述调压绕组 包括0至4的五个调压分接点，所述上半主绕组设置有A分接点，所述下半主绕组设置有B 分接点，且所述0调压分接点与所述B分接点连接。
4. 根据权利要求3所述的变压器电能质量稳定装置，其特征在于，所述直接取电应急 旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的〇调压分接点和4调压分接点。
5. 根据权利要求4所述的变压器电能质量稳定装置，其特征在于，所述直接耦合应急 旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的〇调压分接点和所述上半主绕组的A分接点。
6. 根据权利要求4所述的变压器电能质量稳定装置，其特征在于，所述直接耦合应急 旁路回路的两端分别连接所述调压绕组的4调压分接点和所述上半主绕组的A分接点。
【文档编号】H02J3/18GK203871855SQ201420073473
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】周青 申请人:周青