[发明专利]基于有载调压开关的移相变压器副边绕组抽头投切电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种移相变压器副边绕组抽头投切电路，尤其是涉及一种基于有载调压开关(OLTC)的移相变压器(“Sen”Transformer)副边绕组抽头投切电路。

背景技术

移相变压器是现代电力系统中实现潮流控制的一项关键技术。自上世纪30年代首次提出移相器的概念以来，基于机械式有载调压开关的传统移相器已在世界范围内、尤其是欧美国家的电网中得到了广泛应用。用移相变压器能改变线路中的潮流分布，可以减小损耗，使得线路潮流分布最优，提高电网输送能力，因而移相变压器的应用需求在不断增加。“Sen”Transformer(ST)由美国西屋科技中心的K.K.Sen博士于2003年提出，在与系统的接入方式上看，ST是一种串、并联混合型装置，它是基于多抽头变压器和抽头控制技术的改进型移相变压器，通过对副边绕组抽头的投切，使其输出不同的串联注入电压，调节系统电压、改变传输潮流，提高系统稳定性。

ST的结构如图1所示，它的原边绕组是以星型方式连接的，然后并联接入系统(通常是靠近首端的一侧)，构成变压器的励磁单元；副边绕组每相分别由三个带着抽头的小绕组连接而成，然后以串联的方式接入系统，提供电压补偿。

如图1所示，接入A相副边的三个绕组分别为a1、a2、a3(即a1、a2、a3连接在一起与A相原边的励磁单元产生电磁感应，B、C相与此相同)，依次接入B、C两相副边的绕组为b1、b2、b3和c1、c2、c3，。由于A、B、C三相相差120°，则相应的感应而出的a1、a2、a3(彼此同相位，下同)，b1、b2、b3和c1、c2、c3也相差120°。

将绕组a1、b1、c1串联起来构成A相的串联补偿电压，则可得到幅值和相角均可改变的电压。B、C两相与此相同，构成B相串联补偿电压的绕组为a2、b2、c2，构成C相串联补偿电压的绕组为a3、b3、c3。为增加每相串联补偿电压的幅值和相角的改变范围，通常会让副边的每个小绕组(a1、a2、a3等)携带多个抽头。

在图1所示的ST结构中，副边的每个小绕组都带有三个抽头，表示每个小绕组都可以输出以其自身容量为基值的0pu,0.25pu,0.5pu,0.75pu,1pu等五个电压。由于每一相的副边绕组都有三个小绕组，且每个小绕组输出电压的幅值和相角都不尽相同，因此可以通过多种不同的组合，得到多种不同的串联补偿电压，从而调节接入系统首端的电压，达到调节系统电压幅值和相角的目的。

要灵活、可靠的调节移相变压器副边输出电压，则需要快速、精确、可靠的抽头切换手段。

目前国内变压器主要有两种形式：无载(无励磁)调压变压器和有载调压变压器。无载调压变压器基本采用高压绕组抽头结构，这种结构的缺点是：在改变分接头时，必须停电，且必须测量接地电阻，所以分接开关很少调节。有载调压器变压器主要用于对电能质量要求比较高的配电系统中。这种配电变压器的优点是能够提供较稳定的输出电压，缺点是造价高，不适于频繁调节。有载调压分接开关是有载调压变压器的核心部件。

2000年前后，贵州某高校研制了晶闸管串联调压，此调压装置完全取消机械结构，反应迅速，调节快，可频繁调节，主变压器无分接头，切换时无电弧产生。但该方法需要辅助变压器，造价高。

日前国内的主流研究趋势是应用固态继电器作为无触点开关,这种开关没有机械部分的存在,所以可以频繁操作并且没有伴随电弧的产生。配以运算速度高、可靠性高、精度高的单片机控制技术的无触点有载自动调压配电变压器可以节省应用空间,降低制造成本,并且有利于有载分接开关的检修。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于有载调压开关的移相变压器副边绕组抽头投切电路，其使得抽头投切时反应快速、调节精确可靠，可频繁调节，输出稳定电压，制造成本低廉便于推广应用。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：