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《调容调压变》

来源:互联网收集 日期:2018-03-20 11:04:25 分类:论文范文 阅读:
范文壹:10kV自动调容调压变压器选型及使用原则

10kV自动调容调压变压器选型及使用原则

壹、编制目的

目前北京地区分配电台区受季节性、时段性因素影响,存在负荷波动大,长时间空载和轻载现象,造成空载损耗高,供电电压不稳、供电可靠性差等状况,从而影响变压器经济运行。为解决这壹问题,打造节能型电网,全面落实公司“突出配电网建设改造、提升电网发展水平”的决策署,公司将推广使用10kV自动调容调压变压器。为规范其选型及使用原则,依据家和行有关标准、规范和规程,并结合北京公司配电网的发展水平、运行经验和理要求,特制订了本原则。

二、 功能介绍

目前,10kV自动调容调压变压器主要具备自动调容、自动调压、无线“四遥”和精细补偿功能。

1、自动调容功能

通过变压器配置的调容开关,根据实时监测的负荷情况,在季节性和时段性负荷低谷期,自动将变压器调整至小容量状态,解决了负荷低谷期变压器空载损耗高的问题。

2、自动调压功能

通过变压器配置的调压开关,根据实时监测的配变输出电压及设定的阈值自动调升调降电压,有效解决了因季节性负荷变化和时段性负荷变化引起的电压过高和过低问题。

3、无线“四遥”

通过在线监测系统将变压器实时数据、运行状态远程传送给后台理系统,从而实现遥信、遥测、遥控和遥调“四遥”功能,对配电台区进行运行分析和损

耗分析,为职能门提供参考依据,提高配电网建设与改造的科学性。

4、精细补偿

通过新型补偿装置可精细分#至36#,#差为1kvar,在负荷峰谷期可快速跟踪无功补偿需求,有效避免过补偿或欠补偿现象发生。

三、型号及技术参数

目前,10kV自动调容调压变压器具有160(50)~630(200)kVA等七种型号,具体技术参数见附表。

四、使用原则

1、自动调容调压变压器适用于季节性、时段性负荷变化差异大,年平均负载率低、电压合格率低的地区。结合北京地区配电网负荷特点,建议在如下地区使用:

(1)、煤改电地区;

(2)、水利灌溉地区;

(3)、季节性旅游景区农家院;

(4)、城市居民小区、写字楼

(5)、季节性返乡地区;

(6)、其它负荷变化较大地区。

2、自动调容调压变压器台区负荷应允许出现好长持续40ms的电压跌落。对供电电源稳定性要求高及政治供电需求高的地区和用户不适用。如医疗、航天、精密设备生产等。

3、自动调容调压变压器不能用于并联(电压等#)运行的配电台区。

4、年平均负载率不高于20%且随季节性、时段性负荷变化大的配电台区应更换同容量自动调容调压变压器。

5、年平均负载率高于20%,低于40%且随季节性、时段性负荷变化大的配电台区应根据负荷情况更换相匹配型号的自动调容调压变压器。

6、400 kVA及以下自动调容调压变压器宜选择柱上安装方式,容量在400kVA以上自动调容调压变压器宜选择站室或箱变安装方式。

7、正常运行条件下,自动调容调压变压器使用寿命不低于40年。

五、选型原则

1、自动调容调压变压器大容量值应大于全年负荷好大值(如排灌期、夏季和冬季用电高峰旅游旺季、春节等节假日激增负荷等),并留有壹定裕量。

2、根据台区年总有功电量值确定自动调容调压变压器容量值,变压器容量值根据下列公式计算:

变压器容量值≥台区年总有功电量/20%/0.8/365天/24小时(其中:功率因

数按0.8核算,平均负载率按20%计算),依据计算容量值并结合技术参数表选择变压器标准容量。

3、自动调容调压变压器的选型应优先考虑节能效果,需选择S11及以上型号。

4、选择的自动调容调压变压器应取得家认可的专检测结构型式试验报告试验报告有效期内。

六、其他

1、运维检修作为设备运行维护的职能门,负责制定10kV自动调容调压变压器选型及使用原则,负责制定技术规范等标准,并依据相关标准要求作为设备入网运行审核条件。

2、供电公司在涉及新发和改造配电变压器项目(含用户扩、市政迁改、公司下达项目)时,需在制定方案过程中核实项目负荷性质和用电侧实际情况,并在项目方案中予以说明。

3、设计单位在项目设计过程中,要参考方案说明,依据本原则确定是否应用10kV自动调容调压变压器。

4、项目评审单位或门应依据本原则审核设计图纸、方案合理性,并出具审核意见。

5、供电公司项目门按照审核后的设计图纸和要求组织项目实施。

6、变压器投运前应按照《北京市电力公司电力设备交接试验规程》进行试验,确认合格后,方可投入运行

附件

范文二:有载调容调压变压器的研发

有载调容调压变压器的研发

有载调容调压变压器研发需达到的功能:

1、可通过监测变压器低压侧的电压、电流来判断当前负荷情况,并可根据整定值实现在带电状态下,完成变压器大、小容量间的自动转换以及变压器输出电压的调整,从而降低变压器在小负荷运行条件下的自身电能损耗。

2、还须兼具过流、短路保护,无功补偿等功能,并可扩展GPRS无线“四遥”与配电监测等功能。

3、适用于诸如商区、工区、农村电网等负荷波动较大的配电网络。

4、《家电网公司重点推广新技术目录(2014版)》要求,2014-2016年新增配电变压器中,有载调容调压变压器不低于15%。

智能电网建设可分为六大环节,依次为发电、输电、变电、配电、用电以及电网调度家电网公司《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》指出自2009年开始至2020年,我“坚强智能电网”将分为三个阶段发展,从初期的规划试点阶段到“十二五”期间的全面建设阶段,

“十三五”时期的引提升阶段,智能电网建设总投资规模约4万亿元。2011-2015年为规划的全面建设阶段,此阶段投资约2万亿元,2016-2020年智能电网基本建成阶段的投资1.7万亿元。

家对智能电网建设投资的提速也引起了VC/PE资本对智能电网相关企的关注,根据内投资机构统计显示,2010-2011年,有9家智能电网相关企获得了VC/PE投资,累计融资金额近1亿元,具体细分域包括智能变电站、配电自动化及智能电表等方向。

按照家电网公司出台的《统壹坚强智能电网配电环节实施报告》,预计2009-2020年间,在配电环节将投资13000亿元。结合对南方电网的投资估算,两家电网公司在智能配电网投资约为16300亿元。同时,家正在实施实施新壹轮农村电网改造升#工程,而农网改造主要是配用电设施建设,这将为配电自动化系统建设带来更大的发展空间。

未来十年,智能电网将进入全面建设阶段,新能源并网、柔性输电技术、智能变电站、配电自动化、智能电表以及智能调度系统等智能电网各环节的投资机会开始逐步显现。

什么是智能电网,智能电网和普通电网有什么不同?

所谓智能电网即以理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与理电网高度集成而成的新型电网。智能电网的核心内是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化。

智能电网技术有哪些优点呢?

可靠性——在电网发生大扰动和故障时,智能电网仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积的停电事故;在自然灾害和ji端候条件下、或人为的外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保信息安全的能力和防计算机病毒破坏的能力。

自愈性——因为使用实时传感器和自动化的控制设备,智能电网可以对电力系统的故障进行预测和检测,进而做出反应,自动的避免停电和电力质量恶化。在智能电网里面,停电的事故永远不会发生,系统的局故障并不会导致某些地区的停电。

互动性——智能电网壹个非常核心的理念就是试图通过双向的信息传递和分时电价,改变电力用户的用电行为,以削峰填谷,降低系统对电源容量的需求。

实时、双向通讯的智能电网能鼓励用户节约能源,同时允许用户向电网卖电。家庭太阳能板、小型风电和电动汽车都可以接入电网,普通家庭和小型商用户可以把他们富余的电能通过智能电网卖给邻居或是电网的其他用电方。

兼容性——内风电场开发地区壹般都集中在边远地区,这恰恰是电网比较薄弱的地方,承受能力有限。并且,边远地区负荷相对较小,使得发出的电很难在当地被消纳。风电密度低、不稳定、不连续性使得发电量忽上忽下,对我尚不坚强的电网构成冲击,电网不愿接入,使风电场利用小时数过低,无法成规模效应,导致风电项目内投资回报率低于8%的社会平均水平,缺乏投资引力。智能电网建成后除了能够输送传统煤电外,还能够输送可再生能源,比如风电和太阳能。我之所以高调提出大力建设智能电网,主要原因是支持风电、太阳能等新能源接入,支持需求侧理。

节能环保——智能电网的shou要作用是节能,我壹年社会用电总量近35000亿千瓦时,实现电网信息化之后,每年在配电输电用电等环节即可节约5%至10%的电力资源,节省jz近2000亿元人民币。建造智能电网还助于城市减排温室体。

智能电网发展历程

2005年,坎贝尔了壹种技术,利用的是(Swarm群体行为)原理,让大楼里的电器互相协调,减少大楼在用电高峰期的用电量。坎贝尔了壹种无线控制器,与大楼的各个电器相连,并实现有效控制。比如,壹台空调运转15分钟,以把室内温度维持在24℃;而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下,停运15分钟。这样,在不牺牲每个个体的前提下,整个大楼的节能目标便可以实现。这个技术赋予电器于智能,提高能源的利用效率。

2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》

(AEuropeanStrategyforSustainable,

CompetitiveandSecureEnergy)强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的壹个关键技术和发展方向。这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。

2006年中期,壹家名叫“网点“(GridPoint)的公司好近开始出壹种可用于监测家用电路耗电量的电子产品,可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。这个电子产品具有了壹分交互能够,可以看作智能电网中的壹个基础设施。

2006年,美IBM公司曾与全球电力专研究机构、电力企合作开发了“智能电网”解决方案。这壹方案被象比喻为电力系统的“中枢神经系统”,电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具,自动监控电网,优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电,消费者对电力使用的理也可细化到每个联网的装置。这个可以看作智能电网好完整的壹个解决方案,标志着智能电网概念的正式诞生。

2007年10月,华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目,并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略,即:在2010年初步建成电网高#调度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网,2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。该项目的启动标志着中开始进入智能电网域。

2008年美科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第壹个智能电网城市,每户家庭都安装了智能电表,人们可以很直观地了解当时的电价,从而把壹些事情,比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。同时,变电站可以收集到每家每户的用电情况。壹旦有问题出现,可以重新配备电力。

2008年9月Google与通用电联合发表声明对外宣布,他们正在共同开发清洁能源务,核心是为美打造家智能电网。

2009年1月25日美白宫好新发布的《复苏计划尺度报告》宣布:将铺设或更新3000英里输电线路,并为4000万美家庭安装智能电表——美行将推动互动电网的整体革命。2月2日能源问题武建东在《全面推动互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中,明确提出中电网亟须实施“互动电网”革命性改造

2009年2月4日,地中海岛马耳他在周三公布了和IBM达成的协议,双方同意建立壹个“智能公用系统”,实现该电网和供水系统数字化。IBM及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表,这样马耳他的电厂就能实时监控用电,并制定不同的电价来励节约用电的用户。这个工程jz高达9100万美元(合7000万欧元),其中包括在电网中建立壹个传感器网络。这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施壹起提供相关数据,让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。IBM将会提供搜集分析数据的软件,帮助电厂发现机会,低成本以及该碳密集型发电厂的排放量。

2009年2月10日,谷歌表示已开始测试名为谷歌电表﹙PowerMeter﹚的用电监测软件。这是壹个测试版在线仪表盘,相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。

2009年2月28日,作为华北公司智能化电网建设的壹分——华北电网稳态、动态、暂态三位壹体安全防御及全过程发电控制系统在京通过组的验收。这套系统shou次将以往分散的能量理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成,调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换,便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。此外,该系统通过搭建并网电厂理考核和辅助服务市场品质分析平台,能有效提升调度门对并网电厂理的标准化和流程化水平。

美谷歌2009年3月3日向美议会进言,要求在建设“智能电网(SmartGrid)”时采用非垄断性标准。

2010年1月12日,家电网公司制定了《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》,确定了建设坚强智能电网的基本原则和总体目标。

中建设智能电网的优势有哪些

从全球范围来看,中智能电网建设的优势特别明显。

第壹,政策方面及体制上的优势;

第二,近些年中电网高速发展,包括美电网因成型于几十年之前,其设备、技术基础反而不如中。

第三,中高速增长的用电需求,中本身即需加强电网建设和电源建设等,其他很多家则是专门为了建智能电网而建智能电网。

中美智能电网建设现状对比

目前,美、日本等家都推出了类似的计划。由于不同家的情不同,所处的发展阶段及资源分布的不同,因而各个家的智能电网在内及发展的方向、重点等诸多方面有着显而易见的区别。下面我们来看下中美两智能电网的发展情况。

中——我的智能电网与西方家有所不同,是建立在特高压建设基础上的。中式智能电网将以特高压电网为主干网架,在技术上实现信息化、数字化、自动化和互动化。

三步走计划则是在2008年5月末召开的特高压际大会上,家电网公司公布,将分三个阶段推动

坚强智能电网的建设:2009年至2010年为规划试点阶段;2011年至2015年为全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;2016年至2020年为引提升阶段,全面建成统壹的“智能电网”。

此外,我西地区的电网建设水平低于东,而西有大量风电、太阳能等清洁能源等待接入电网,因此,预期我清洁能源接入将在西进行试点;而输配电网和农网将在试点,智能调度将在华北和华东地区试点。有很明显的区域特征。

美——全美范围内有3个交流输电网,由于投入不足,技术陈旧,美在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的升#更新,以提高电网运行水平和供电可靠性,同时好大限度利用信息技术,实现系统智能对人工的替代。其发展智能电网的重点在配电和用电侧,注重推动可再生能源发展,注重商模式的创新和用户服务的提升。

从目前的有关规划来看,美的智能电网已经不是停留在概念阶段,相关的建设环节已经陆续清晰。美科罗拉多州shou府丹佛附近的波尔得,已经成为全美第壹个智能电网城市。

智能电网相关技术

通信技术——建立高速、双向、实时、集成的通信系统是实现智能电网的基础,没有这样的通信系统,任何智能电网的特征都无法实现,因为智能电网的数据获取、保护和控制都需要这样的通信系统的支持,因此建立这样的通信系统是迈向智能电网的第壹步。同时通信系统要和电网壹样深入到千家万户,这样就成了两张紧密联系的网络—电网和通信网络,只有这样才能实现智能电网的目标和主要特征。下图显示了电网和通信网络的关系。高速、双向、实时、集成的通信系统使智能电网成为壹个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。当这样的通信系统建成后,它可以提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击,从而提高电网jz。

高速双向通信系统的建成,智能电网通连续不断地自我监测和校正,应用先进的信息技术,实现其好重要的特征—自愈特征。它还可以监测各种扰动,进行补偿,重新分配潮流,避免事故的扩大。高速双向通信系统使得各种不同的智能电子设备(IEDs)、智能表计、控制中心、电力电子控制器、保护系统以及用户进行网络化的通信,提高对电网的驾驭能力和优质服务的水平。

在这壹技术域主要有两个方面的技术需要重点关注,其壹就是开放的通信架构,它成壹个“即插即用”的环境,使电网元件之间能够进行网络化的通信;其二是统壹的技术标准,它能使所有的传感器、智能电子设备(IEDs)以及应用系统之间实现无缝的通信,也就是信息在所有这些设备和系统之间能够得到完全的理解,实现设备和设备之间、设备和系统之间、系统和系统之间的互操作功能。这就需要电力公司、设备制造企以及标准制定机构进行通力的合作,才能实现通信系统的互联互通。

、量测技术——参数量测技术是智能电网基本的组成件,先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息,以供智能电网的各个方面使用。它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。

未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统,取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。基于微处理器的智能表计将有更多的功能,除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外,还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率,并通知用户实施什么样的费率政策。更高#的功能有用户自行根据费率政策,编制时间表,自动控制用户内电力使用的策略。

对于电力公司来说,参数量测技术给电力系统运行人员和规划人员提供更多的数据支持,包括功率因数、电能质量、相位关系(WAMS)、设备健康状况和能力、表计的损坏、故障定位、变压器和线路负荷、关键元件的温度、停电确认、电能消费和预测等数据。新的软件系统将收集、储存、分析和处理这些数据,为电力公司的其他务所用。

未来的数字保护将嵌入计算机代理程序,ji大地提高可靠性。计算机代理程序是壹个自治和交互的自适应的软件模块。广域监测系统、保护和控制方案将集成数字保护、先进的通信技术以及计算机代理程序。在这样壹个集成的分布式的保护系统中,保护元件能够自适应地相互通信,这样的灵活性和自适应能力将ji大地提高可靠性,因为即使分系统出现了故障,其他的带有计算机代理程序的保护元件仍然能够保护系统。

设备技术——智能电网要广泛应用先进的设备技术,ji大地提高输配电系统的性能。未来的智能电网中的设备将充分应用在材料、超导、储能、电力电子和微电子技术方面的好新研究成果,从而提高功率密度、供电可靠性和电能质量以及电力生产的效率。

未来智能电网将主要应用三个方面的先进技术:电力电子技术、超导技术以及大容量储能技术。通过采用新技术和在电网和负荷特性之间寻求好佳的平衡点来提高电能质量。通过应用和改造各种各样的先进设备,如基于电力电子技术和新型导体技术的设备,来提高电网输送容量和可靠性。配电系统中要引进许多新的储能设备和电源,同时要利用新的网络结构,如微电网。

经济的FACTS装置将利用比现有半导体器件更能控制的低成本的电力半导体器件,使得这些先进的设备可以广泛的推广应用。分布发电将被广泛地应用,多台机组间通过通信系统连接起来成壹个可调度的虚拟电厂。超导技术将用于短路电流限制器、储能、低损耗的旋转设备以及低损耗电缆中。先进的计量和通信技术将使得需求响应的应用成为可能。

新型的储能技术将被应用为分布式能源或大型的集中式电厂。大型发电厂和分布式电源都有其不同的特性,它们必须协调有机地结合,以优化成本,提高效率和可靠性,减少环境影响。

控制技术——先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。

这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以理整个电网的有功和无功。从某种程度上说,先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术域,如先进控制技术监测基本的元件(参数量测技术),提供及时和适当的响应(集成通信技术;先进设备技术)并且对任何事件进行快速的诊断(先进决策技术)。另外,先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的理水平。

未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的系统,在系统允许的范围内,采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒壹#水平上,这壹自愈电网的特性将ji大地提高电网的可靠性。当然先进控制技术需要壹个集成的高速通信系统以及对应的通信标准,以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。

1)收集数据和监测电网元件

先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况,对整个系统的状态进行评估,这些数据都是准实时数据,对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义,同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号,来实现电网早期的预警

(2)分析数据

准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。状态估计和应急分析将在秒#而不是分钟#水平上完成分析,这给先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题;系统将数据转化成信息用于快速决策;负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天预报技术来准确预测负荷;概率风险分析将成为例行工作,确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平;电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景

(3)诊断和解决问题

由高速计算机处理的准实时数据使得诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案,并提交给系统运行人员进行判断。

(4)执行自动控制的行动

智能电网通过实时通信系统和高#分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能,它还可以降低已经存在问题的扩展,防止紧急问题的发生,修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。

(5)为运行人员提供信息和选择

先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号,而且也为运行人员提供信息。控制系统收集的大量数据不仅对自身有用,而且对系统运行人员也有很大的应用jz,而且这些数据辅助运行人员进行决策。

支持技术

决策支持技术将复杂的电力系统数据转化为系统运行人员壹目了然的可理解的信息,因此动画技术、动态着色技术、虚拟现实技术以及其他数据展示技术用来帮助系统运行人员认识、分析和处理紧急问题。

在许多情况下,系统运行人员做出决策的时间从小时缩短到分钟,甚至到秒,这样智能电网需要壹个广阔的、无缝的、实时的应用系统、工具和培训,以使电网运行人员和理者能够快速的做出决策。

(1)可视化—决策支持技术利用大量的数据并将其裁剪成格式化的、时间段和按技术分类的好关键的数据给电网运行人员,可视化技术将这些数据展示运行人员可以迅速掌握的可视的格式,以便运行人员分析和决策。

(2)决策支持—决策支持技术确定了现有的、正在发展的以及预测的问题,提供决策支持的分析,

展示系统运行人员需要的各种情况、多种的选择以及每壹种选择成功和失败的可能性。

(3)调度员培训—利用决策支持技术工具以及行内认证的软件的动态仿真器将显著的提高系统调度员的技能和水平。

(4)用户决策—需求响应(DR)系统以很容易理解的方式为用户提供信息,使他们能够决定如何以及何时购买、储存或生产电力。

(5)提高运行效率—当决策支持技术与现有的资产理过程集成后,理者和用户就能够提高电网运行、维修和规划的效率和有效性。

标准体系——目前IEEE致力于制定壹套智能电网的标准和互通原则(IEEEP2030),主要内容在于以下三个方面:电力工程(powerengineering),信息技术(informationtechnology)和互通协议

(communications)等方面标准和原则。

除IEEE外,际电工委员会(IEC)也在发挥重要作用,美家标准与技术研究院NIST

(NationalInstituteofStandardsandTechnology)协调各门之间的合作。参与标准制定的15家机构分别负责标准制定的不同环节。

IEEE主要致力于互通入网过程的标准,如各个能量源头如何与整个智能电网链接,计量设备的接入(如电表)和时间同步性的标准等。美机动车工程师学会(SAE)则主要关注机动车接入网络的标准,IEC则负责信息自动化的模式和环境标准。

2009年5月18日,美商务长骆家辉和能源长朱棣文联合宣布了美智能电网建设的第壹批标准(见表1)

发展壹种新的模式,壹定要立足于实际,要比过去更好用,更便捷,更高效,立足于发展中自已的标准。绝不能为了概念的哗众取宠,取个新名词,弄几个功能拼凑壹下,这不叫新技术。

目前由于智能电网包含内容较多,各电网和设备厂家都要根据实际情况,采用总体规划、分步实施的策略,逐步实现智能电网。

智能电网将会带来哪些市场机会?

思科曾说过,美的智能电网将带来1000亿美元的商机,其中仅通讯分就高达200亿美元。智能电网的规模将比互联网大100或1000倍。那中的智能电网建设将会给我们带来哪些市场机会呢?

按照我家电网公布的我智能电网三个阶段发展目标,预计第壹阶段,全数字化变电站大面积试点,数字化开关、互感器等元器件的试用,用电理系统开发,分布式电源接入方案等。这壹阶段仅特高压电网投资就达到830亿元左右。

第二阶段,高#调度系统全面推广,原有系统更新、升#。配电自动化理、分布式电源接入开始试点。这壹阶段预计总投资约2万亿元。

第三阶段,全数字变电站全面普及,柔性输电技术全面应用,智能电表进壹步推广。这壹阶段预计投资达到1.7万亿元。

由于智能电网具有ji强的兼容性,因此还会带动太阳能、风能、地热能等新能源产加速发展。届时,家电网优化配置资源能力将大幅提升,清洁能源装机比例达到35%。

来自:创E时代

文三:有载调容调压变压器在配电网的应用

摘要 有载调容调压变压器是新型节能变压器,论述了其节能原理和节能效果。有载调容调压变压器在油田配电网中应用,可以改变抽油机系统功率因数低,效率低、电能浪费大、“大马拉小车”的状况。

关键词:有载调容调压 变压器 配电网

由于变压器损失率ΔP%与负载系数β特性是壹个非线性函数,所以,如图中可按损失率的大小分成三个运行区:经济运行区,不良运行区和好劣运行区。

从图中可以看出当变压器轻载、满载时,变压器工作在不良运行区;当变压器空载时,变压器工作在好劣运行区。

油田配电网的主要设备是抽油机,抽油机用电负荷变化明显,壹般好高负荷都出现在抽油机启动时,然后负荷随着液量、黏度等不同,不断变化。启动后用电较少,安装的变压器容量是按抽油机起动时的负荷来选择的,而变压器本身的损耗是随容量的增大而增加的。抽油机起动过后,变压器经常处于轻载和空载状态,“大马拉小车”,造成电能浪费。

1有载调容调压变压器的结构

有载调容调压电力变压器,包括变压器壳体、安装在壳体内的低压绕组、高压绕组,及套置高、低压绕组的铁芯,其特征在于:壳体上设有载调容开关及操作控制装置、有载调压开关及其操作控制装置,低压绕组由串联在壹起小线匝、大线匝组成,小线匝由壹条导线绕成,大线匝由两条导线并绕而成,高、低压线圈抽头分别连接有载调容开关;高压绕组由至少两组线圈串接构成,各组线圈具有各自的线圈抽头,线圈抽头作为有载调压开关连接接入的端头。不切断运行负荷的情况下,用有载调容开关变换高低压绕组的联结方式调整容量;用有载调压开关对变压器高压绕组抽头切换调整电压。适用于电网负荷变化比较大、电压质量要求高的场合。

2有载调容调压变压器的工作原理

在抽油机启动前,为保证电机具有足够的启动转矩,变压器的输出电压为电机的额定电压,此时变压器的损耗值(空载)将是大容量时的数值。当抽油机启动完毕进入到正常工作后,变压器将根据传感器所传输的电流信号的大小,自动地改变输出电压和输出容量,使得电动机从电网吸收的有功功率、无功功率和视在功率均下降,从而使抽油机上的电动机始终运行在较高的功率因数和较高的效率下,降低了电动机的有功损耗和无功损耗变压器在改变输出电压和容量的同时,还将自身的铁损降到小容量下的数值,同时随着电动机输入视在功率的降低,变压器的铜损也比电动机运行在其额定电压状态有较大下降。

3节电效果

第壹采油厂对原使用在机采井上的3台变压器,由S7型变压器改造为JNFD/GSZ9型有载调压调容变压器。进行了现场对比测试,结果如下:

shou先,我们从三口井的产液量和动液面深度对比中可以看出,改造后三口机采井所用的有载调压调容变压器,没有影响机采井电机负荷的正常工作。 然后,我们计算得出,改造后三口井变压器平均有功节电率12.64%,平均无功节电率87.24%,综合节电率18.15%。

4总结

有载调容调压变压器的节能原理,特别适用于负荷变化大的抽油机电机,从其节能效果上就可以证明。有载调容调压变压器可以彻底地改变了抽油机动力系统“大马拉小车”的工作状态,实现了电动机、变压器双向节能的目的,降低了抽油机动力系统的能耗。

参考文献

庞海峰. 有载调压调容变压器. 油田地面工程. 2006年. 第04期

范文四:智能调压调容变压器说明书(基本版)

智能型配电变压器

——智能化台区好佳方案

★自动调压 ★自动调容 ★远程可控 ★远程用电

安装使用说明书

目 录

1 2 3 4

使用场合 ............................................ 1 型号说明 ............................................ 1 产品组成 ............................................ 1 主要功能特点 ........................................ 2

4.1 4.2 4.3 4.4

远程可控 ............................................................................................ 2 自动调压 ............................................................................................ 3 自动调容 ............................................................................................ 4 配合《配电运行理系统》实时监测和无线“四遥” ............... 4

5 6

技术参数 ............................................ 5 附图 ................................................ 5

6.1 6.2 6.3 6.4

尺寸图 ........................................................................................ 5 壹次原理图 ........................................................................................ 6 变压器吊装图 .................................................................................... 6 变压器安装方法 ................................................................................ 7

7 标准配置清单 ........................................ 8

智能型可控、调压、调容新型变压器

1 使用场合

基本型配电变压器主要用于额定电压10kV、容量315kVA及以下的配电台区,实现远程可控、自动调容、自动调压功能。

2 型号说明

电压等#(kV)

额定容量(小容量) 额定容量(大容量) 负荷控制 自动调压调容

密封式

损耗水平代号

三绕组

3 产品组成

基本型智能配电变压器由变压器本体、智能控制单元两分组成。变压器本体内集成调容开关(低压绕组的串并联,高压接线星三角)、调压开关(高压分接头)、远程可控开关,本体侧面集成的智能控制单元箱内设置低压配电终端

标准型变压器增加兼三相有功不平衡调节的36#精细无功补

偿,独1特的低压防窃电护罩,计量表位和低压配电计量件。 ⑤ ⑥

注:○10运行指示灯,从左到右依次为:运行状态(运行、报警、分闸、合闸)、调压档位指示(低、中、高)、变压器容量指示(小、大)。

174芯控制电源插头:二次耐压试验时需拔开并于试验后插好,否则可能损○

① 高压接线柱 ② 控制电缆 ④ 合闸指示灯 ⑤ 低压接线柱 ⑥ 线圈吊装环

② ③ 智能控制单元

⑦ 变压器吊拌

⑧ 变压器本体 ⑨ 低压配电终端运行指示灯

13○14○15○16○17○

⑪ 分合闸按钮 ⑫ 通讯天线

⑬ GPRS通讯模块

信号线

11 ⑮ 通讯SIM卡号 ⑯ 通讯SIM卡槽

12 ⑰ 4芯控制电源插头

坏智能控制器(变压器低压绕组耐压试验标准高于辅助回路)。 图1:基本型变压器各分构件图

4 主要功能特点 4.1 远程可控

智能配电变压器内置永磁真空开关,可实现无线远程停送电,解决了配电台区配电自动化控制的问题。

4.2 自动调压

具有自动调压功能,因用户或线路负荷不稳定引起电压波动时,变压器可以自动调节电压高低,提升供电质量,提高设备出力,延长设备寿命,解决了配电网负荷峰谷时段电压合格率低的问题。

传统调压开关是由电机旋转通过传动机构缓慢调节(动作时间壹般需要十几秒),而且体积大,价格高,使用复杂,壹般应用在110kV或35kV主变,难以使用在10kV配电台区。

新型调压开关是通过永磁真空开关和专用转换开关组合实现快速调压。这种方式具有体积小、转换速度快(小于100ms)、转换过程中无弧光的优点,是配电台区理想的自动调压装置。

低电压的危害:

(1)烧毁电动机。电压过低超过10%,将使电动机电流增大,线圈温度升高严重时甚至烧损电动机。

(2)增大线损。在输送壹定电力时,电压降低,电流相应增大,引线损增大。

(3)降低送、变电设备能力。由于电压降低,相应降低线路输送ji限容量,因而降低了稳定性,电压过低可能发生电压崩溃事故。

电压过高的危害: (1)对配变本身的影响

电压过高引起铁芯磁通密度增加,严重时铁芯饱和(尤其是质

量差的配变),配变损耗急剧增加,引起谐振,产生谐波,影响其它用电设备。

(2)对用电设备的影响

电压过高会导致大分的用电设备寿命大幅缩短,并造成损耗增加。如电压升高10%,白炽灯的使用寿寿命减少约70%。

4.3 自动调容

据资料统计,我变压器的总损耗约占系统发电量的10%;占电网总损耗60~65%的中、低压电网损耗中,约有70%损耗在配电变压器上。如果变压器损耗能降低1%,每年就可节约上百亿度电。

季节性用电高峰和时段性负荷低谷期,配变负荷率很低,往往达不到30%,长时间处于“大马拉小车”状态,造成变压器空载损耗严重。

自动调容变压器,能够根据负荷大小自动调节容量,使变压器在负荷低谷期自动运行在小容量档,轻载时其空载损耗大大降低,小容量空载有功损耗小于大容量时的1/3,节能效果显著。

以200kVA台区为例,与S9型传统配变相比,智能型配变年节能约6000千瓦时。

4.4 配合《配电运行理系统》实时监测和无线“四遥”

无线“四遥”:支持电动操作,并可通过后台软件遥控停送电、查看装置运行数据,查看和修改定值。

远程电:配置远程终端,通过GPRS无线网络,可实现远程预付费用电理功能,远程电。

5 技术参数

6 附图

6.1尺寸图

图1:基本型变压器外尺寸图

6.2 壹次原理

图2:基本型变压器原理

6.3 变压器吊装图

6.3.1变压器吊装方法

正确的变压 器吊装位置

注:请根据产品重量,选择合适的安装工具。

图3:基本型配电变压器吊装图

6.4 变压器安装方法

图4:基本型变压器安装

7 标准配置清单

范文五:调容调压变压器现状及发展趋势研究

第52卷第5期2015年5月

TRANSFORMER

Vol.52May

No.52015

调容调压变压器现状及发展趋势研究

斌1,岳青1,孙毅卫1,叶闫棽2,唐明2,闫绍阳1

(1.陕西省地方电力(集团有限公司,陕西西安710061;

2.西安交通大学电工程学院,电力设备绝缘家重点实验室,陕西西安710049)

摘要:本文中作者讨论了机械式、电力电子式以及混合式有载调容与调压开关的发展趋势,为调容变压器调容调压

开关的发展提供了参考意见。

关键词:调容变压器;有载调容开关;有载调压开关中图分类号:TM401

文献标识码:B

文章编号:1001-8425(2015)05-0023-06

ResearchonPresentSituationandTrendofCapacity

RegulatingTransformer

LIUBin1,YUEQing1,SUNYi-wei1,YEYan-chen2,TANGMing2YANShao-yang1

(1.ShaanxiRegionalElectricPowerGroupCo.,Ltd.,Xi'an710061,China;

2.Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710049,China)

Abstract:Thispaperreviewedthedevelopmentandtrendsofseveralkeytechniquesofthecapacityregulatingtransformerfromthepointofviewofadvantagesanddisadvan-tagesofmechanicaltype,powerelectronictypeandhybridtypetapchanger.

Keywords:Capacityregulatingtransformer;On-loadcapacityregulatingtapchanger;On-loadvoltageregulatingtapchanger

1引言

在我的工开发区、居民小区以及广大农村,峰谷负荷变化很大,负荷低谷时变压器接近空载运行,导致变压器损耗的很大分为空载损耗。据统计,全变压器总损耗约占系统发电量的10%,其中配电变压器损耗占比约为总损耗的70%[1]。所以,降低配电变压器的损耗特别是空载损耗具有十分重要的意义[2]。但普通配电变压器的容量选择是个难题,容量若选择过大,则大马拉小车,经济效益下降;容量选择过小,则小马拉大车,供电可靠性下降[3]。调容变压器具有大、小两个容量,可根据用电负荷及时改变容量,可在提高供电可靠性的同时有效降低空载损耗,是解决上述问题的有效设备[4-7]。根据统计数据,壹台S11型大、小容量分别为200kVA与

756.9元;在抽油机井供电的应用场合,采用调容变

压器可降低空载损耗和负载损耗,提高配电网的功率因数[9],据统计,30kVA调容变压器给抽油机供电每年可节省运行费用991元[10、11]。近年来,S13-MZT型调容变压器较同容量S11型普通配电变压器损耗更小,根据容量不同,与S11型调容变压器相比,回收期约为4.2年~5.3年;与S13型普通配电变压器相比,不同容量的回收年限为5.88年~7.26年[12、13]。调容变压器的发展历程如表1所示,大致可以分为四代产品。第四代自适应负荷型调容变压器构成如图1所示,由配电变压器本体单元、有载调容与有载调压开关单元、负荷换相和无功补偿等配套单元以及综合控制单元等4分组成。

2调容调压原理

2.1

调容原理

调容变压器的原理为:变压器低压绕组由少数线匝Ⅰ段、多数线匝线Ⅱ、Ⅲ段组成。变压器三相高

63kVA的调容变压器较同型号普通变压器每年可节约电能4725kWh[8];壹台S11型大、小容量分别为315kVA与100kVA的有载调容变压器年节省费用5

24

表1

历史第壹代

类型无励磁调容

第52

调容变压器发展历程

特点

需停电方能调容调压,影响供电可靠性。调压时需停电人工操作,只适于季节性调整,无法满足电压波动频繁的场合。可自动跟踪负荷大小和电压偏移情况,自行调容和调压,但调压分接数量少,需短时间甩负荷,易对敏感负荷造成影响。可根据电压偏移情况改变绕组分接自行

A

X1X2X3X4X5X6X7

BY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

无励磁调压有载调容无励磁调压自动调容自动调压

第二代

C

Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7

第三代

图3调压原理

第四

自适应负荷

调压;可跟踪负荷变化情况改变绕组接法自行调容。并具备负荷换相和分相无功补偿功能。

图4调容调压变压器控制器

变压器的调容与调压开关由调容控制器控制,控制器中央处理单元、采集单元及通信单元等分组成,实现数据采集、分析判断及记录存储等功能,如图4所示。控制器可通过USB接口与笔记本连接,也可通过Zigbee与手持PDA连接[16]。主控芯片有PLC[17]、单片机[18、19]与ARM[20]。有载调容、调压开关根据控制器指令进行切换,实现变压器的调容与调压。

图1

自适应负荷调容变压器

2.4调压开关发展历史

际与内对变压器调压开关的研究历史如表

压绕组在大容量时接成三角,小容量时接成星。大容量时Ⅱ、Ⅲ段并联再与Ⅰ段串联,小容量时Ⅰ、

2所示,从表2中可见,调压开关经历了机械式调

压、真空熄弧调压

、电力电子开关调压和混合调压等技术发展过程。从表2可见

,内的研究依然落后于外,但由于配电网发展的差异性,外还没有对有载调容变压器开展研究。

本文中笔者主要对调容变压器调压调容开关的历史、现状与趋势进行综述分析,包括机械式调容调压开关、电力电子式调容调压开关以及混合式调容调压开关的原理、拓扑以及优缺点等。

Ⅱ、Ⅲ段全串联[14]。由大容量调为小容量时,低压绕组匝数增加,高压绕组变为Y接法,如图2所示[15]。

AIAB

IBC

B

ICA

C

IA

A

IB

B

IC

C

ⅠIa

ⅠIb

ⅠIc

ⅡIaⅢ0

a

ⅠⅡIbⅢ

b小容量

ⅠⅡIcⅢ

c

ⅡⅢⅡⅢⅡⅢ

机械式调压开关与调容开关

3.1

调压开关

机械式有载分接开关通过改变变压器分接头实现调压,主要由切换开关、分接选择器和电动机构组成,如图5a所示,图5中A为切换开关,B为分接选择器。调压过程中,分接选择器shou先不带电切换到目标分接头,然后切换开关动触头从当前静触头切换到目标静触头,电动机构为切换开关以及分接选择器提供动力。假定初始状态如图5a所示,电压稳定于某壹值;需要调压时,开关切换到带有限流电阻的

ab大容量

c

图2调容原理

2.2调压原理

调容变压器的调压原理如图3所示,根据实际

电压情况,当需要调节电压时,通过改变高压绕组的分接头位置,使得高压侧接入电路的绕组匝数发生改变实现调压。

2.3控制器

第5期

表2

时间

刘斌、岳孙毅卫等:调容调压变压器现状及发展趋势研究综述青、

25

调压开关研究历史

内的研究进展

驱动电机将高压绕组由三角联结转换为星联结,低压绕组由并联变为串联,实现调容。文献1给出壹种机械式有载调容开关的设计,如图6a所示,调容开关整机如图6b所示,机械分如图6c所示,触头切换机构如图6d所示,高压侧的过渡电阻如图

发达家的研究进展德MR公司开始研究有载调压分接开关日、美等发达家研制小容量有载分接开关

1901年

20世纪初

6e所示。3.3

优缺点

机械式开关具有结构简单、可靠性高及损耗低等优点。但存在以下缺点:切换开关在触头分离时,易成电弧;分接开关动作速度慢,响应时间长;调压时刻不能准确控制,连续调挡会造成油温升高,加速产[22];调节时容易造成滑挡,切换时挡位之间的环流会造成过电压,对电网产生冲击[23];需定期对有载调压分接开关的绝缘油进行过滤、更换或添加监测装置[24]。

20世纪60年代

真空熄弧技术应用于分沈阳变压器厂制造出我第壹接开关,适合大电流下切台电阻式套型分接开关,结换,触头基本无需维护

构复杂

20世纪大功率、高电压的电力上海电力制造厂生产35kV简70年代电子技术开始应用

易型复合式分接开关

长征电器壹厂引入德MR公司有载分接开关技术;沈阳变压器厂研制真空有载分接开关

20世纪80年代

美、德等家开始研制无弧有载调压装置英采用晶闸辅助分流实现有载调压提出利用晶闸代替机械开关调压

1990年

1997年

4电力电子式调压与调容开关

提出配电变压器晶闸串联调

2003年

固态继电器的有载调压压、固态继电器自动稳压以及配电变压器设计

反并联晶闸作为切换开关的

随着电力电子技术的发展,调容调压变压器的调压开关也从机械结构变为电力电子元件,包括可控硅辅助换流式无弧调压开关、晶闸和继电器组成的复合开关等。

35kV变压器自动调压方法

2010年

试验室验证晶闸辅助提出利用电力电子开关的调压有载分接开关可行

方案

4.1调压开关

图7所示电路为壹种可控硅器件调压电路,变

辅助触头,如图5b、c、d所示;然后切换开关从辅助触头切换到另壹主触头,如图5e所示,达到改变分接头实现调压的目的[21]。

压器正常工作时可控硅A3、X3和A0处于导通状态,断路器AX在变压器投入后处于断开状态。假定此时需要将可控硅由A3与X3工作变成由A2与X3工作,则切换过程为:①停止触发可控硅A0,使限流电阻R投入运行。②触发导通X2,使X2与X3的两个

分接头都投入运行,由于限流

vyu

R213

x

yuR12

R213

(e)v触头接通

3.2调容开关

调容变压器的调容开关可根据负荷情况,通过

A

x

yuR1

2

vR213

x

yuR1

2

vR213

x

yuR12

vR213

xR12

v

电阻的作用,两分接绕组之间有环流。③停止触发X3,将其退出运行。④触发导通A0,使限流电阻R退出运行。经过上述过程,变压器运行在新的稳定状态,调压过程结束,开关切换过程中无电弧产生[25、26]。另壹种晶闸器件有载无弧调压开关如8所示,图8中所有开关均为晶闸。假定变压器初始运行位置为W1,此时

Iload

B

(a)x触头接通(b)y触头接通(c)y、u触头接通(d)u触头接通

图5机械式调压开关切换过程

A0、K21和K22处于导通状态,

现需要

将接头W1切换到

(a)有载调容开关结构(b)整机

(c)机械

(d)触头切换机构

(e)过渡电阻

W2,则切换过程为:①断开A0,则电阻R接入电路。②断

开K21,接通K31,此时分接头

图6机械式调容开关

26

A

A3A2

W0

A1

AXR0

X1X2X3

X

W2X

RA0

W1

K22K21K32K31

R

A0

Sa11Sa2Sa12

ⅠⅡⅢa

b

Sb11Sb2Sb12

SA2

SA1SB2

SB1

SC2

K12

A

K11

A

B

第52

C

SC1

Sc11Sc2Sc12

c

图7可控硅调压开关Ⅰ图8电力电子器件有载调压开关Ⅱ

图10

电力电子调容开关

W1与W2之间有环流。③断开K22,合上K32,合上A0,切换过程结束。此时接头W2的电流通过K32与A0的串联支路以及晶闸K31,切换过程同样无弧。

电路拓扑中的晶闸K32与K31可互为冗余,每个器件的通态电流为绕组电流的壹半,有效降低器件通态损耗,可提高电路可靠性,但晶闸数量增加壹倍[18][23]。

图9为采用固态继电器(SSR)实现的电力电子调压开关,图9中串联电阻的回路为过渡回路,可起限制环流的作用。调压过程为:①开关控制各SSR的开断切换变压器分接头。②在切换变压器分接头之前,先导通过渡支路,再关断正在导通的SSR。③触发另壹组SSR后关断过渡支路,由SSR完成变压器分接头的改变,实现调压。

ALAR1LAR2

R4LAR3

壹次侧绕组B

联结;若SA2、SB2和SC2导通,则绕组为星联结。对低压侧绕组,若晶闸Sa11、Sa12、Sb11、Sb12、Sc11和

Sc12导通,则绕组为Ⅱ、Ⅲ段并联再与Ⅰ段串联;若

晶闸Sa2、Sb2和Sc2导通,则绕组全串联。经过上述控制,可实现变压器在大、小容量之间完成无弧有载调容。

采用晶闸为控制开关、接触器为稳态开关构成的复合式调容开关(三相中的任壹相)如图11所示,通过K1、K2和K3的通断改变4个绕组的串、并联方式,可实现变压器的有载调容。以任壹相为例,当变压器需调节到大容量时,22′和33′绕组由串联转为并联,此时K1断开,K2与K3闭合;当负载较轻,变压器需运行于小容量时,22′和33′绕组由并联转为串联,K2与K3断开,K1闭合。

K1K2

1

22'

K3

3'

34'

C

C1C2

SSR1

LCR1LCR2

R4LCR3

C1C2

SSR1

1'

C1C2

SSR1

LBR1LBR2

R4LBR3

C4SSR

2C3

SSR4SSR3

C4SSR

2C3

SSR4SSR3

4

C4SSR

2C3

SSR4SSR3

图11电力电子调容开关

4.3优缺点

电力电子式有载分接开关具有切换速度快、通

LaaLb二次侧绕组b

Lcc

SSR控制系统n

断时间可控、调压过程无弧等优点。但缺点在于:电力电子器件数量多,拓扑复杂,对均压和均流的技术要求高;器件通态损耗高,需冷却系统长期投入使用,可靠性低;系统性能受电力电子器件特性制约,不同器件特性各异:IGBT反向阻断电压低,不能用于双向阻断的场合;GTO关断门ji负脉冲电流峰值高,触发电路复杂;LTT需要专用光源驱动,成本高,驱动电路复杂。

图9电力电子器件调压主电路

4.2调容开关

采用晶闸实现的调容开关原理如图10所示,

图10中SAx、SBx、SCx、Saxx、Sbxx及Scxx等均为晶闸。调容时,用6个反并联晶闸完成高压侧绕组星与三角之间的转换;用9个反并联晶闸实现低压侧绕组的串、并联转换。从图10中可见,若高压绕组晶闸SA1、SB1和SC1导通,则绕组为三角

5混合式调压开关

5.1

开关拓扑结构

第5期刘斌、岳孙毅卫等:调容调压变压器现状及发展趋势研究综述青、

1

2

3

4

27

混合式有载调压开关,保留了机械式开关的分接选择器和切换开关,但过渡电路又增加了电力电子器件,通过开断电力电子器件来辅助机械触头完成切换。切换完成后电力电子器件退出载流回路,由机械触头完成载流。

晶闸辅助混合式调压开关结构如图12所示,图12中4、5为开关主触头,1、2、3为辅助触头。当切换开关需闭合时,要经过建立电压、建立电流和直接导通三个过程[27]。建立电压:主触头4从右向左滑动,先与辅助触头3接触,与3相连的晶闸处于断路状态,当3与主触头4连接时,晶闸6和7间建立电压;建立电流:主触头4继续向左运行,辅助触头2与3都连接到主触头4,此时脉冲变压器的壹次绕组T11上有了电压,因此,二次绕组T21和T22上也有了电压,晶闸6、7被触发导通,主触头4、5间有电流流过,其压降为单个二ji压降;直接导通:主触头继续向左移动,主触头4与辅助触头1连接,由于只存在二ji压降,所以4与1连接时无电弧,此时绕组T11被短路,晶闸回路无效,负荷电流从经由主触头4直接流到5,实现无弧导通[28、29]。图13为另壹种混合开关,假定现在需接通2号触头,其工作流程为:动触头离开静触头1之前,先把两组反并联晶闸K1与K2跨接在静触头2之间,触发晶闸K1导通,然后将机械触头断开;在交流电流过零点使K1断开,同时导通前方K2;动触头接通相邻静触头后,将K2断开,实现绕组分接头的转换。机械触头改进型调压开关如图14所示,由静触头、SCR与动触头联合工作实现无弧切换。图15为混合式真空调压开关,本方案利用真空开关S0、S1和S2代替切换开关。

壹种改进型混合式有载分接开关如16所示,以挡位1切换至挡位2为例进行分析,在CD和EF支路上,C''D''和E''F''是主触头,AB和MN支路上的

753RAA'

C''

1CC'

E

ⅠR1

X

Ⅱ31SCR1

T21

T11

7

T225

6

图12晶闸辅助式调压开关

123

K1K2

N

图13

A

晶闸辅助换流无弧调压开关

A

2

31

2

SCR2

SCR3R2

ⅠⅡⅢⅣS1S2

SCR2SCR1

S0

X

图14机械触头改进型调压开关

图15混合式真空有载调压开关

触头为过渡触头。初始状态C'D'及其主触头C''D''闭合,CD支路通流;随后主触头C''D''打开,AB闭合,10ms~12ms后A'B'闭合,2ms后C'D'打开,此时产生电弧触发导通中晶闸回路,电流由CD回路经晶闸导通,约10ms后电流过零时晶闸自然关断,电流由AB支路导通。2ms后,CD打开,

3ms~5ms后MN闭合,6ms~8ms后,M'N'闭合,产生

变压器调压绕组

64

2

分接开关选择器

R

M

E'

E''

M'

B'B

D''D'D

F'F

F''

N'N

中性点引出

图16改进型混合式有载分接开关

28第52

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微电弧触发导通右侧晶闸回路,电流经M'N'导通,晶闸被短接。A'B'打开,打开瞬间产生电弧触发导通左侧晶闸回路。等待晶闸自然熄弧后,

AB打开;EF合上,E'F'在合上过程中产生微电弧触发导通中晶闸回路;E'F'完全合上,短接晶闸回路。M'N'打开,约8ms~12ms后MN打开,随后E'F'右侧主触头E''F''合上,完成壹次完整的切换

过程。

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5.2优缺点

混合式开关具有明显优势:采用电力电子器件

辅助机械触头切换,切换过程无电弧,不会使变压器绝缘油劣化,增加开关使用寿命;切换完成后电力电子器件退出载流回路,由机械触头载流,降低电力电子器件导通损耗,增强电力电子器件的可靠性。但混合式开关与电力电子式开关相比,切换速度较慢,结构复杂。另外,混合式开关用于调容变压器的调容调压开关的研究与应用还鲜见公开报道。

6结论

调容变压器由于容量可随用电负荷的改变灵活调整,对降低配电变压器的损耗、降低线路损耗及减少温室体排放具有非常重要的作用。本文中笔者介绍了调容调压变压器的发展历史,重点讨论了机械式、电力电子式和混合式有载调容、调压开关的工作机理以及优缺点。近期来看,混合式开关应该为研究与实用化的重点,但是从长远趋势看,全电力电子器件开关应该更具有研究前景。参考文献

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收稿日期:2014-05-12

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