用于在一定调节范围内对具有至少一个带抽头（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）的调整绕组的电力变压器（２；２ａ；２ｂ；２ｃ；２ｄ）的初级绕组（４）和次级绕组（６）之间的匝数比进行调节的方法，其特征为：为了获得在调节范围内基本连续可调的变压器匝数比，在变压器（２；２ａ；２ｂ；２ｃ；２ｄ）的交流电压的一个周期的一部分期间使第一抽头（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）接通，在另一部分期间使第二抽头（６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ａ）接通。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
Method and apparatus for continuously adjusting and regulating transformer turns ratio, and transformer equipped with such a device
Used in a certain regulating range of at least one tapped (6a, 6b, 6C, 6D) power transformer winding adjustment (2; 2A; 2B; 2C; 2D) of the primary winding and the secondary winding (4) (6) method turns ratio between the adjusted, characterized by in order to obtain the transformer turns in the regulation range can be adjusted continuously, the transformer (2; 2A; 2B; 2C; 2D) the first tap during a part of a cycle of the AC voltage (6a, 6b, 6C, 6D) connected, during another portion of the second tap (6b, 6C, 6D, 6a) on.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于在一定的调节范围内对具有至少一个带抽头的调整绕组的电力变压器的初级绕组与次级绕组之间的匝数比进行调节的方法与设备。在电力供电网中用到了具有各种不同电压等级的电网部分，这些电网部分一般是通过变压器耦合在一起的。由于变压器中至少装有一个带抽头的变压器绕组，借助于开关装置可以选择这些抽头，从而可以在一定范围内逐级调整或调节变压器初级边电压与次级边电压之间的匝数比。根据所要求的变压器应用情况，在负载状态下通过加载抽头变换器对匝数比进行一或多级调整或调节，或者在变压器断开状态下通过抽头选择器对匝数比作一或多级的半永久性调节。当与电能消耗者相关联的配电站中存在短期及长期性两者的发散的负载位置时，为了保证电压等级处在一个固定范围内就必须调整或调节该供电网中变压器的匝数比。从测量和计算结果中已经发现，在使用现有的变压器调整与调节设备的情况下，城市电网的电压波动约为额定电压的7％，而效区电网的电压波动则约为额定电压的14％。另外还发现，所有配电站的平均电压要比额定电压高出2％到4％。因而导致变压器中产生不必要的损耗以及电能消耗装置的平均消耗过大。从发电端到配电端整个线路来看，供电网上的电压波动是由中压电网，低压变压器和低压电网的电压损耗的累计影响所造成的，在这种连接方式中，中压变压器和不能被精确调节的电流感应系统起着分级调整的作用。另外，不同加载的电缆相位或分散的能量生成会造成电网上的电压差异。本专利技术的目的首先是以简单又便宜的方式提供在前序中所述的那种方法，与已有技术相比，该方法可以而且在带载情况下明显地使供电网电压调节得比现有技术更快更精确。为此目的，本专利技术方法的特征是为了获得在调节范围内基本上连续可调的变压器匝数比，在变压器的交流电压的一个周期的一部分期间使第一抽头接通，而在另一部分期间使第二抽头接通。这样，在交流电压的一个周期内，两个抽头分别工作，电流根据各抽头被接通的时间流过该抽头。应当指出，所述接通时间还可以(实际上)等于零。用从这个方法中得到的改进的带载电压调整设备可以精确、快速地调节带有抽头的变压器的匝数比使得供电网中配电站上的电压接近于额定电压。因此，与迄今所用的调节设备相比，该变压器可以在不提高电压的情况下工作；因而与现有的情况相比可以使平均电压降低2％到4％。根据变压器的空载损耗与电压的关系，变压器的空载损耗将因此降低约5％到9.5％。降低配电站的电压可以节能，根据在荷兰供电网中的测量结果以及根据EPRI报告EL-3591题为“The Effeets of Reduced VOltage on the Operation andEfficiency of Eleetric Systems”，Volume 1，Project 1419-1，June 1984，平均电压降低2％可以节约电能约1.8％，平均电压降低4％可以节能电能约3.6％。因此，可以为其中含有变压器的的供电网的经营者和为电能消费者节约可观的电能。另外，还减小了任何时候电网电压与额定电压之间的偏差。此外，还可能在管理方面以及在中压电网和低电压网的电网结构方面为供电公司节约大量的间接费用。考虑到站内的电压调整，供电网中的电压问题可以用加不同负载的中间电压相位来解决和管理。考虑到电网结构，由于变压器可与电网的中压部分的压降无关地进行供电，所以中压电网可以传输更远的距离。因此，可在150KV，50KV，25KV和10KV的电压等级的电网结构上实现节能。由于电压降不再是电网设计规范的关键，因此还可以减小电缆的截面面积；只有传输容量仍作为设计规范。与能量反馈相关地，由于根据本专利技术方法能对电压进行调整而与电力方向无关，因此分离变压器不再需要用于输送电能和接收电能，这样就能够节能。最后应当指出，在变压器并联工作的情况下，无论并联工作的变压器的短路阻抗差异如何，通过电压调整可以很好地分配电力。根据本专利技术方法的第一抽头第二抽头之间的切换最好以脉宽调制进行。从而，能较好地补偿谐波电压。所产生的谐波电流和电压具有频率(通常为50Hz或60Hz)的奇数倍的频率。如果脉宽调制频率至少比交流电压的频率或被补偿的谐波电压或电流的频率高一个数量级，那么就能得到一个其基波频率与交流电压的基本频率相等的校正电压或电流。另外，通过改变脉冲宽度，获得了可以很容易地被调节的电压，电压值基本与第一抽头的接通时间对第二抽头的接通时间的比值成正比。在另一个优选实施例中，根据本专利技术的方法中的第一抽头与第二抽头之间的切换是通过相控方式进行的，即接头在特定的相位角处接通，这种控制方式还被称之为相位角控制。调整绕组的电压随着相位角的变化而变化。如果采用单向导通开关，那么通过在电流通过零瞬间的自然换向来进行相位断开。本专利技术的下一个目的是提供在介绍如何实现上述目的时提到的那种设备。为此目的，所述设备的特征为多个具有第一端子和第二端子的电子开关，通过控制信号可以使它们单向导通或双向导通，电子开关的第一端子适用于连接到调整绕组的一抽头上，其第二端子适用于连接到至少另一个开关的第一端子或第二端子上；一个用于向这些电子开关提供控制信号的控制设备，控制方式是这样的为使变压器的匝数比在调节范围内基本连续可调，在变压器的交流电压的一个周期内的一部分期间使第一抽头接通，在该交流电压的该周期的另一部分期间使第二抽头接通，第一抽头的接通时间与第二抽头的接通时间的比值取决于输入到控制设备中的变压器匝数比控制信号的值。这样一种切换设备替代一般的机械操作的带载抽头变换器或抽头选择器并会使相关变压器的操作者能快速、准确、基本连续地调节变压器的匝数比。采用本专利技术的方法和切换设备，已经得到了一些新的控制设备，如*谐波电压补偿装置。假定变压器的调整绕组处在初级边，本专利技术的切换设备可以这样来控制使初级边上谐波电压畸变不在次级边出现，从而使次级边电压基本为一个正弦波；*谐波电流补偿装置。再次假定变压器的调整绕组处在初级边，本专利技术的切换设备可以这样来控制用一个或多个电容器，使初级边电流得到补偿，从而产生一个基本正弦的初级边电网电流。应该指出，谐波电流补偿不能与谐波电压补偿同时进行。*不对称电压校正装置。如果多相变压器的初级边相电压不对称，那么通过对本专利技术的切换设备进行对各相的不同地及与其它相无关地控制，就可以对这种不对称进行校正。*远距离控制装置。一般来说，通过在闭环控制系统中产生一个控制信号来进行对变压器匝数比的调整，待被调节电压的参考信号是由内部产生的。然而，这种电压参考信号还可以由外部产生并从远处输送到切换设备中。*变压器的并联装置。通过适当的控制就能够消除并联连接的变压器之间的电压差异。例如，为此目的，可以采用主/从控制，主控制系统控制某一个变压器的电压并为另一个变压器的从控制系统产生一个电流调节信号。最好使切换设备的控制设备适用于通过脉宽调制接通第一抽头和第二抽头。为此目的，每个开关最好包括一个由两个反向串联连接的晶体管和两个反向串联连接的二极管所组成的并联电路，二极管之间的连接点与晶体管之间的连接点连接起来。在一个具体的实施例中，所述连接点被连接到晶体管的发射极和二极管的阳极上，晶体管的类型为IGBT。在另一个优选实施例中，切换设备的控制设备适用于通过相位控制在第一抽头和第二抽头之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：保卢斯·赫拉尔杜斯·约翰尼斯·玛丽亚·阿，扬·亨德里克·格里菲约恩，帕沃尔·鲍尔，格拉尔杜斯·克里斯托弗尔·格里菲逊，舒尔德·瓦尔特·海罗·德哈恩，科梅利斯·约瑟夫斯·范德沃特，
申请(专利权)人：伦戴尔公司，
类型：发明
国别省市：
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