一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置与流程

本发明涉及配电网欠压补偿技术领域，尤其涉及一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置。

背景技术：

在现代电力系统中，由于自然灾害等因素的影响，常常会导致电网电压质量的下降，其中电压跌落是目前最严重的电能质量问题之一，而电网电压质量的下降会给用户侧带来巨大的损失。

在现有的技术中，动态电压补偿器是目前市场上最有效的补偿方式，但现有的动态电压补偿器受储能元件容量大小的限制，当电压跌落较大时，用动态电压补偿器进行欠压补偿效果并不理想，且装置结构复杂，补偿成本较高。而现有的多抽头变压器电压补偿装置原边匝数比较大致使存在电压击穿的可能性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术上的问题，提供了一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置。装置包括：分接头选择模块k1-k7；双边多抽头变压器副边t1，设有两个抽头，串联接入电源与负载之间，同名端与分接头选择模块相连，异名端连于负载输出侧；双边多抽头变压器原边t2，设有5个抽头，并联在电源上，异名端与分接头选择模块相连，同名端连于负载输入侧；自动控制单元，与各个分接头选择模块相连用于控制分接头选择模块的开断。该方法通过装置自动选择双边多抽头变压器原副边抽头的组合变比档位补偿相对应的跌落电压，保证配电网在电压变小时，负载侧电压仍然满足全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(tc1)所制定的国家电压质量标准。

在本发明方案中，分接头选择模块k1-k7分别与双边多抽头变压器相应编号分接头相连。通过选择连接双边多抽头变压器的原副边不同分接头，可以使双边多抽头变压器为负载提供不同幅值的电压，保证配电网在电压变小时，负载侧电压仍然满足全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(tc1)所制定的国家电压质量标准。所需的双边多抽头变压器的线圈匝数比通过公式确定，其中，vl(t)为负载所需电压，vs(t)为所述实时电源电压，为双边多抽头变压器的匝数比。而通过连接相对应的分接头选择模块，实质上调节的就是双边多抽头变压器原副边的组合匝数比，因此，通过上述公式计算出合适的匝数比，然后选择与匝数比对应的分接头选择模块，即可实现本发明的欠压补偿功能。当电压分别跌落至5％、15％、25％、35％、45％、55％时所述双边多抽头变压器用于补偿相对应电压跌落的原副边组合变比预设表格为：

在本发明方案中，当电压跌落时，自动控制单元控制分接头选择模块开断的具体步骤为：(1)电压未跌落时：开关k1闭合，其余断开；(2)当电压跌落5％时：开关k1、k3闭合，其余断开；(3)当电压跌落15％时：开关k2、k3闭合，其余断开；(4)当电压跌落25％时：开关k2、k4闭合，其余断开；(5)当电压跌落35％时：开关k2、k5闭合，其余断开；(6)当电压跌落45％时：开关k2、k6闭合，其余断开；(7)当电压跌落55％时：开关k2、k7闭合，其余断开。

在本发明方案中，通过装置自动选择双边多抽头变压器原副边抽头的组合变比档位补偿相对应的跌落电压，保证配电网在电压变小时，负载侧电压仍然满足全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(tc1)所制定的国家电压质量标准。在本发明方案中，该预设的每个档位规定电压范围可以根据实际情况灵活调整，优选的范围是所述额定电压对应的电压偏移幅度国家标准值的±5％以内。

有益效果

本发明提供了一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置。补偿电压更加稳定，且装置结构简单更加经济，不受储能元件容量大小的限制，本发明相比于专利cn201810468380.x双边多抽头变压器原副边组合变比补偿电压防止变压器原边匝数比过大致使电压击穿的可能，降低了变压器绝缘等级。

附图说明

图1是本发明实施例中一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置原理示意图；

图2是本发明实施例中电压跌落至50％时装置主电路仿真结果示意图；

图3是本发明实施例中基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置自动控制模块流程示意图

具体实施方式

为了方便理解本发明的内容，下面结合具体实施方式进行阐述。如图1所示，图中：1-双边多抽头变压器副边t1、2-双边多抽头变压器原边t2、3-分接头选择模块k1-k7，其中自动控制单元与分接头选择模块相连、4-电源、5-负载。本发明实施例提供了一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，装置包括：分接头选择模块k1-k7；双边多抽头变压器副边t1，设有两个抽头，串联接入电源与负载之间，同名端与分接头选择模块相连，异名端连于负载输出侧；双边多抽头变压器原边t2，设有5个抽头，并联在电源上，异名端与分接头选择模块相连，同名端连于负载输入侧；自动控制单元，与各个分接头选择模块相连用于控制分接头选择模块的开断。当电压跌落时，自动控制单元控制分接头选择模块开断的具体步骤为：(1)当电压平稳时：开关k1闭合，其余断开；(2)当电压跌落5％时：开关k1、k3闭合，其余断开；(3)当电压跌落15％时：开关k2、k3闭合，其余断开；(4)当电压跌落25％时：开关k2、k4闭合，其余断开；(5)当电压跌落35％时：开关k2、k5闭合，其余断开；(6)当电压跌落45％时：开关k2、k6闭合，其余断开；(7)当电压跌落55％时：开关k2、k7闭合，其余断开。

图2为电压跌落至50％时装置主电路仿真结果示意图。当电压持续跌落至50％时，电源电压与负载电压的对比图，其中load为电源电压，u为负载侧电压，由图中可见当电源电压跌落时，负载侧电压基本保持稳定且满足全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(tc1)所制定的国家电压质量标准，保持在±5％以内。

技术特征：

1.一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，其特征在于，包括：分接头选择模块k1-k7；双边多抽头变压器副边t1，设有两个抽头，串联接入电源与负载之间，同名端与分接头选择模块相连，异名端连于负载输出侧；双边多抽头变压器原边t2，设有5个抽头，并联在电源上，异名端与分接头选择模块相连，同名端连于负载输入侧；自动控制单元，与各个分接头选择模块相连用于控制分接头选择模块的开断。

2.根据权利要求1所述的一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，其特征在于：当电压分别跌落至5％、15％、25％、35％、45％、55％时所述双边多抽头变压器用于补偿相对应电压跌落的原副边组合变比预设表格，如下为所述预设表格。

3.根据权利要求1所述的一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，其特征在于：所述分接头选择模块k1-k7分别与双边多抽头变压器抽头相应编号相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，其特征在于：当电压跌落时，自动控制单元控制分接头选择模块开断的具体步骤为：(1)电压未跌落时：开关k1闭合，其余断开；(2)当电压跌落5％时：开关k1、k3闭合，其余断开；(3)当电压跌落15％时：开关k2、k3闭合，其余断开；(4)当电压跌落25％时：开关k2、k4闭合，其余断开；(5)当电压跌落35％时：开关k2、k5闭合，其余断开；(6)当电压跌落45％时：开关k2、k6闭合，其余断开；(7)当电压跌落55％时：开关k2、k7闭合，其余断开。

技术总结
本发明涉及一种基于双边多抽头变压器的配电网欠压自动补偿方法及装置，该方法通过装置自动选择双边多抽头变压器原副边抽头的组合变比档位补偿相对应的跌落电压，保证配电网在电压变小时，负载侧电压仍然满足全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(TC1)所制定的国家电压质量标准；装置包括分接头选择模块K1‑K7、双边多抽头变压器原边T2、双边多抽头变压器副边T1及自动控制单元；现有的动态电压补偿器受储能元件容量大小的限制，装置复杂，补偿成本较高，而本发明的有益效果为：补偿电压更加稳定，且装置结构简单，不受储能元件容量大小的限制，本专利相比于专利CN201810468380.X双边多抽头变压器原副边组合变比补偿电压防止变压器原边匝数比过大致使电压击穿。

技术研发人员：刘孟莎;唐欣;彭超
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2020.08.26
技术公布日：2020.11.27