本實(shí)用新型涉及一種獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置。

背景技術(shù)：

在我國(guó)的電網(wǎng)中，電壓偏移過(guò)量成為了普遍存在的問(wèn)題，這不但嚴(yán)重影響著輸電設(shè)備，設(shè)施的安全運(yùn)行，還縮短了使用壽命以及我國(guó)電能的有效合理的運(yùn)用。

當(dāng)電壓偏移過(guò)大時(shí)，將會(huì)影響工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)性的“電壓崩潰”，造成大面積停電。利用改變有載調(diào)壓變壓器的分接頭進(jìn)行調(diào)壓在無(wú)功充裕的電力系統(tǒng)中是一種行之有效的調(diào)壓措施。有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的條件下，手動(dòng)或自動(dòng)切換分接頭達(dá)到調(diào)壓目的。

目前，有載調(diào)壓變壓器采用機(jī)械式分接開(kāi)關(guān)調(diào)壓，使用半導(dǎo)體邏輯電路，這種調(diào)壓方式至少存在以下幾個(gè)缺陷：(1)容易受變電站復(fù)雜的電磁環(huán)境影響，性能不夠穩(wěn)定，工作不夠可靠；(2)需要額外的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。(3)采用機(jī)械式調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)，會(huì)產(chǎn)生電弧、動(dòng)作速度慢、維護(hù)不便、故障率高。(4)只有固定的幾個(gè)分接頭，不能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)壓。(5)不能夠自動(dòng)維持配電網(wǎng)電壓恒定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置。

為達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝 置，包括：

有載調(diào)壓變壓器、調(diào)壓控制裝置、調(diào)壓傳動(dòng)裝置；其中，

所述有載調(diào)壓變壓器，包括箱蓋、油箱、底座、散熱器、變壓器油、油位計(jì)、壓力釋放閥、溫控器測(cè)溫計(jì)座、注油孔、低壓套管、高壓套管、有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)和壓力釋放閥，所述變壓器油箱是個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，在所述變壓器箱蓋上加裝一個(gè)具有空氣層的箱蓋氣箱，使變壓器箱蓋呈上下階梯型，所述有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)裝在下層箱蓋上；

所述油位計(jì)、壓力釋放閥和溫控器測(cè)溫計(jì)座均安置在所述箱蓋氣箱的箱壁上；所述注油孔、低壓套管、高壓套管均安置在箱蓋氣箱的箱頂上；

還包括一可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭，用于接入外部交流電，變壓后輸出配電網(wǎng)電壓至外部負(fù)載；

所述調(diào)壓控制裝置包括：電源適配模塊、微控制器、電壓采樣模塊；所述調(diào)壓傳動(dòng)裝置包括：步進(jìn)電機(jī)、齒輪裝置、齒條；

所述電源適配模塊，接入外部電源，用于將所述外部電源的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給所述微控制器、電壓采樣模塊、步進(jìn)電機(jī)提供電源；

所述電壓采樣模塊，接入所述配電網(wǎng)電壓，用于對(duì)該配電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣，生成采樣信號(hào)發(fā)送至所述微控制器；

所述微控制器，連接步進(jìn)電機(jī)，用于接收所述采樣信號(hào)，對(duì)該配電網(wǎng)電壓與一設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使所述齒輪裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；所述齒條與齒輪裝置相嚙合，由所述齒輪裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)使該齒條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該齒條上固定設(shè)置所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭，該可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭隨著齒條移動(dòng)，調(diào)節(jié)所 述有載調(diào)壓變壓器的變比。

進(jìn)一步地，所述獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置還包括：連接于所述微控制器的顯示模塊、通信模塊、指令接收模塊；

所述顯示模塊，用于顯示所述配電網(wǎng)電壓的信息及所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭的位置信息，其中，所述配電網(wǎng)電壓的信息由所述微控制器根據(jù)所述采樣信號(hào)生成，所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭的位置信息由所述微控制器根據(jù)所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況生成；

所述通信模塊，用于發(fā)送警告信號(hào)，其中，所述警告信號(hào)是當(dāng)微控制器無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭維持配電網(wǎng)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，由微控制器生成，以提醒工作人員采取其它調(diào)節(jié)措施；

所述指令接收模塊，用于接收外部輸入的控制指令，并發(fā)送至所述微控制器，調(diào)節(jié)所述有載調(diào)壓變壓器的變比。

進(jìn)一步地，所述電源適配模塊包括：AC/DC模塊及DC/DC模塊；

所述AC/DC模塊將所述外部電源轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，用于給步進(jìn)電機(jī)提供電源；所述DC/DC模塊將所述24V直流電壓轉(zhuǎn)換為3.3V直流電壓，用于給所述微控制器、電壓采樣模塊、通信模塊、指令接收模塊提供電源。

進(jìn)一步地，所述電源適配模塊接入的外部電源為所述有載調(diào)壓變壓器輸出的配電網(wǎng)電壓。

進(jìn)一步地，所述通信模塊為GSM模塊、SIM卡、紅外線(xiàn)模塊。

進(jìn)一步地，在變壓器調(diào)壓線(xiàn)圈外并聯(lián)放置了可以有效地限制雷電沖擊全波、截波以及局部諧振過(guò)電壓作用下，變壓器調(diào)壓線(xiàn)圈上所產(chǎn)生的過(guò)電 壓的金屬氧化物非線(xiàn)性電阻。

有益效果

本實(shí)用新型獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置與現(xiàn)有技術(shù)具備如下有益效果：

由于將原本安裝在油箱箱壁上的油位計(jì)移到了箱蓋氣箱壁上，油位的上升避免了由于變壓器油熱脹冷縮影響油位的變化而導(dǎo)致有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)觸頭露出油面造成的變壓器故障。另外，在裝配、成本、外觀方面均效果顯著。

可以避免由于機(jī)械開(kāi)關(guān)投切而產(chǎn)生的電弧，且調(diào)壓速度快，控制精確、可靠，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)維持配電網(wǎng)電壓恒定；并且還通過(guò)傳動(dòng)裝置調(diào)節(jié)分接頭，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)平滑調(diào)壓。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置的模塊連接關(guān)系示意圖；

圖2是本實(shí)用新型獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置的調(diào)壓控制裝置及調(diào)壓傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置的有載調(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。

如圖1至2所示，本實(shí)施例獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置，包括：有載調(diào)壓變壓器1、調(diào)壓控制裝置2、調(diào)壓傳動(dòng)裝置3；其中，

所述有載調(diào)壓變壓器，包括箱蓋01、油箱03、底座、散熱器、變壓器油06、油位計(jì)、壓力釋放閥、溫控器測(cè)溫計(jì)座、注油孔、低壓套管11、高壓套管、有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)13和壓力釋放閥，所述變壓器油箱是個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，在所述變壓器箱蓋上加裝一個(gè)具有空氣層的箱蓋氣箱02，使變壓器箱蓋呈上下階梯型，所述有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)裝在下層箱蓋上；

所述油位計(jì)、壓力釋放閥和溫控器測(cè)溫計(jì)座均安置在所述箱蓋氣箱的箱壁上；所述注油孔、低壓套管、高壓套管均安置在箱蓋氣箱的箱頂上；

還包括一可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭，用于接入外部交流電4，變壓后輸出配電網(wǎng)電壓5至外部負(fù)載6；

所述調(diào)壓控制裝置包括：電源適配模塊、微控制器、電壓采樣模塊；所述調(diào)壓傳動(dòng)裝置包括：步進(jìn)電機(jī)31、齒輪裝置32、齒條33；

所述電源適配模塊，接入外部電源，用于將所述外部電源的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給所述微控制器、電壓采樣模塊、步進(jìn)電機(jī)提供電源；

所述電壓采樣模塊22，接入所述配電網(wǎng)電壓5，用于對(duì)該配電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣，生成采樣信號(hào)發(fā)送至所述微控制器23；

所述微控制器，連接步進(jìn)電機(jī)，用于接收所述采樣信號(hào)，對(duì)該配電網(wǎng)電壓與一設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使所述齒輪裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；所述齒條與齒輪裝置相嚙合，由所述齒輪裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)使該齒條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，該齒條上固定設(shè)置所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭，該可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭隨著齒條移動(dòng)，調(diào)節(jié)所述有載調(diào)壓變壓器的變比。

在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型有載調(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)在箱蓋上加裝一個(gè)氣 箱2，變壓器箱蓋呈階梯型。有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)13裝在下層箱蓋上，變壓器油溫變化導(dǎo)致的油體積的變化依靠箱蓋氣箱的空氣層調(diào)節(jié)。

有載調(diào)壓變壓器的油箱03是個(gè)剛性結(jié)構(gòu)油箱，既取消了傳統(tǒng)剛性油箱用的油枕結(jié)構(gòu)，又保證了變壓器全密封的要求。箱蓋上加裝一個(gè)氣箱代替油枕結(jié)構(gòu)，不需要油枕即可滿(mǎn)足有載開(kāi)關(guān)浸入變壓器油中的要求。

本實(shí)施例既解決了變壓器運(yùn)行時(shí)油體積的變化，又使得有載開(kāi)關(guān)觸頭浸在變壓器油中，而且成本降低。另外，本實(shí)施例的有載調(diào)壓變壓器結(jié)構(gòu)能保證足夠的通風(fēng)散熱面積來(lái)滿(mǎn)足變壓器的溫升要求。

本實(shí)施例中，所述獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置還包括：連接于所述微控制器的顯示模塊、通信模塊、指令接收模塊；

所述顯示模塊，用于顯示所述配電網(wǎng)電壓的信息及所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭的位置信息，其中，所述配電網(wǎng)電壓的信息由所述微控制器根據(jù)所述采樣信號(hào)生成，所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭的位置信息由所述微控制器根據(jù)所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況生成；

所述通信模塊，用于發(fā)送警告信號(hào)，其中，所述警告信號(hào)是當(dāng)微控制器無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)的變壓器分接頭維持配電網(wǎng)電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，由微控制器生成，以提醒工作人員采取其它調(diào)節(jié)措施；

所述指令接收模塊，用于接收外部輸入的控制指令，并發(fā)送至所述微控制器，調(diào)節(jié)所述有載調(diào)壓變壓器的變比。

本實(shí)施例中，所述電源適配模塊包括：AC/DC模塊及DC/DC模塊；

所述AC/DC模塊將所述外部電源轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，用于給步進(jìn)電機(jī)提供電源；所述DC/DC模塊將所述24V直流電壓轉(zhuǎn)換為3.3V直流 電壓，用于給所述微控制器、電壓采樣模塊、通信模塊、指令接收模塊提供電源。

本實(shí)施例中，所述電源適配模塊接入的外部電源為所述有載調(diào)壓變壓器輸出的配電網(wǎng)電壓。

實(shí)施例2

本實(shí)施例獨(dú)立式配電變壓器有載調(diào)壓裝置，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，

在變壓器調(diào)壓線(xiàn)圈外并聯(lián)放置了可以有效地限制雷電沖擊全波、截波以及局部諧振過(guò)電壓作用下，變壓器調(diào)壓線(xiàn)圈上所產(chǎn)生的過(guò)電壓的金屬氧化物非線(xiàn)性電阻。

首先，采用繞組波過(guò)程軟件計(jì)算出雷電沖擊下，變壓器調(diào)壓線(xiàn)圈上的最大電位值及電壓梯度，以此電壓值為設(shè)計(jì)依據(jù)，由金屬的非線(xiàn)性伏安特性確定選取電阻保護(hù)的許用電壓值及其它參數(shù)，使得在電壓低于設(shè)定值的情況下，電阻元件呈現(xiàn)高阻態(tài)，金屬元件不動(dòng)作，而在電壓高于設(shè)定值時(shí)，電阻元件導(dǎo)通，有效的限制調(diào)壓線(xiàn)圈的電壓。選取過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.額定電壓應(yīng)考慮變壓器可能的故障情況下的最大電壓值。

2.銅接線(xiàn)板應(yīng)與金屬氧化物閥片緊密接觸，引出電纜線(xiàn)與銅板焊接牢固并打磨光滑。

上述各實(shí)施例中，所述通信模塊為GSM模塊、SIM卡、紅外線(xiàn)模塊。

對(duì)本實(shí)用新型應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以上僅為本實(shí)用新型 的實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型，凡是在本實(shí)用新型的精神原則之內(nèi)，所作出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。