一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法及其裝置，在電力降壓變壓器每相負荷繞組的首端和離首端的固定匝數(shù)處引出的抽頭間形成一個固定繞組，另在每相負荷繞組側(cè)附加獨立的1～4個調(diào)節(jié)繞組，采用調(diào)節(jié)機構(gòu)將所述調(diào)節(jié)繞組和固定繞組串聯(lián)聯(lián)接起來再和電容器組C和限流電感L串聯(lián)聯(lián)結(jié)后再接于所述負荷繞組的另一端，組成一個電容無功調(diào)節(jié)裝置。通過調(diào)節(jié)機構(gòu)改變調(diào)節(jié)繞組電壓的大小和極性，作用于電容器組C和限流電感L上的電壓就是電力變壓器附加產(chǎn)生的可控電壓，從而調(diào)節(jié)電容所發(fā)出的無功。本發(fā)明不產(chǎn)生高次諧波，晶閘管開關(guān)等調(diào)節(jié)元件工作電壓低，較之現(xiàn)有技術(shù)，減少了一個成本較大的輔助變壓器，使電容無功補償裝置占地面積很小，裝置成本更低。具體實施考慮了裝置故障不影響變壓器對負荷供電。
【專利說明】一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于產(chǎn)生可控電壓源調(diào)節(jié)電容器組端電壓實現(xiàn)電容無功的調(diào)節(jié)技術(shù)，尤其涉及一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無功補償裝置是電力系統(tǒng)廣泛應用的一次調(diào)節(jié)控制裝置，它不僅可實現(xiàn)三相或單相無功平衡，進行電網(wǎng)調(diào)壓、調(diào)節(jié)功率因素，還可實現(xiàn)三相間無功和有功的任意分配，因而實現(xiàn)“負載對稱”和“電源對稱”。傳統(tǒng)的無功補償裝置一機械開關(guān)投切電容器組(MSC)根本不可能完成上述重任。近十年來國內(nèi)研制發(fā)展并正在推廣應用多種基于晶閘管控制的動態(tài)無功補償裝置，例如晶閘管控制電抗器+濾波器(TCR+FC)、晶閘管過零投切電容器(TSC)、磁控電抗器MCR+MSC、靜止無功發(fā)生器CTATC0M等。它們響應速度快，能快速頻繁調(diào)節(jié)，對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制起到了十分顯著的作用。
[0003]但這些動態(tài)無功補償裝置均存在一定的問題。大都產(chǎn)生高次諧波，為解決此問題，有的回路多，組成設(shè)備多；有的結(jié)構(gòu)復雜；有的損耗大，因而它們的造價都比較貴，特別是靜止無功發(fā)生器CTATC0M。它們還有一個最大缺點，作為調(diào)節(jié)元件的晶閘管都直接承受接入母線的網(wǎng)絡電壓或2倍網(wǎng)絡電壓，不僅增加了裝置成本，而且裝置能直接接入的工作母線電壓均受到一定限制(目前最高35KV)，也影響了對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制效果。
[0004]基于發(fā)明專利《調(diào)節(jié)電容無功功率的方法及所用裝置》專利號為ZL031358241所實施的并以投入試運行的IOKV級晶閘管控制電容的無功補償裝置(TCC)，有效地解決了上述問題，且使裝置成本顯著下降。但又帶來一個新的問題，需要一個獨立的輔助變壓器，雖然它的容量只及補償裝置容量的三分之一，但該輔助變壓器的造價仍然昂貴，要占到整個TCC裝置成本的25%左右，且增加占地面積；而電容無功補償裝置，大都緊鄰電力變壓器(或主變壓器)安裝，普通的電力變壓器都有電壓調(diào)節(jié)裝置，在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)用電設(shè)備的端電壓。TCC型電容無功補償裝置也屬電力變壓器的用電設(shè)備，它所需的電壓調(diào)節(jié)范圍要比普通用電設(shè)備的電壓調(diào)節(jié)范圍大得多，不能采用電力變壓器普通電壓調(diào)節(jié)裝置，只能根據(jù)TCC裝置電容電壓調(diào)節(jié)要求，利用電力變壓器，全新設(shè)計獨立的調(diào)壓方法，作為可控電壓源，調(diào)節(jié)電容的端電壓來調(diào)節(jié)電容無功，這就是本發(fā)明提出的背景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:提供一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容的無功方法及其裝置，以解決現(xiàn)有晶閘管控制電容的無功補償裝置(TCC)需要一個獨立的輔助變壓器的問題。該問題是，雖然輔助變壓器的容量只及補償裝置容量的三分之一，但它增加占地面積，且接線并不優(yōu)化，造價較高，要占到整個TCC裝置成本的25%左右。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案:
一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，在電力變壓器每相負荷繞組的首端和離首端的固定匝數(shù)處引出的抽頭間形成一個固定繞組，另在每相負荷繞組側(cè)附加獨立的I?4個調(diào)節(jié)繞組，采用調(diào)節(jié)機構(gòu)將所述調(diào)節(jié)繞組和固定繞組串聯(lián)聯(lián)接起來再和電容器組C和限流電感L串聯(lián)聯(lián)結(jié)后再接于所述負荷繞組的另一端也就是末端，組成一個電容無功調(diào)節(jié)裝置；通過調(diào)節(jié)機構(gòu)改變調(diào)節(jié)繞組電壓的大小和極性，作用于電容器組C和限流電感L上的電壓就是電力變壓器附加產(chǎn)生的可控電壓，從而調(diào)節(jié)電容所發(fā)出的無功。
[0007]所述電力變壓器包括雙繞組降壓變壓器、三繞組降壓變壓器和自耦降壓變壓器。
[0008]對于有二個負荷繞組的三繞組降壓變壓器和自耦降壓變壓器，所述的附加調(diào)節(jié)電容無功的方法在其中一個負荷繞組側(cè)進行或在二個負荷繞組側(cè)同時進行。
所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)由晶閘管開關(guān)通過橋接方式構(gòu)成、由“電一機”復合開關(guān)通過橋接或三開關(guān)聯(lián)接方式構(gòu)成或由機械開關(guān)通過抽頭聯(lián)接或抽頭-橋式聯(lián)接構(gòu)成。
[0009]所述的電容無功調(diào)節(jié)裝置，通過I或2個斷路器QF1、QF2并聯(lián)接在電力變壓器負荷繞組的固定繞組抽頭和電力變壓器負荷繞組的另一端端頭之間。
[0010]包括所述斷路器在內(nèi)的整個電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器各繞組抽頭、端頭間的聯(lián)結(jié)均采用隔離插頭聯(lián)接。
[0011]所述的自耦降壓變壓器為不帶電力負荷的雙繞組自耦降壓變壓器時，則負荷繞組即為一次繞組，電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器各繞組間的聯(lián)接采用直接聯(lián)結(jié)，電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器構(gòu)成整體用一個斷路器接入電網(wǎng)。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
電網(wǎng)的現(xiàn)有無功補償技術(shù)分兩大類:一是傳統(tǒng)的用機械開關(guān)投切電容器組(MSC)，它們的特點是:投切電容器組，沖擊電流大，不能快速頻繁調(diào)節(jié)，且按組分級，一般4?8級，回路數(shù)多，占地面積大，雖然單位容量造價不高，但也不太低；二是現(xiàn)代的動態(tài)無功補償裝置，如前述的TCR+FC、MCR+MSC、CTATC0M等，它們的造價都很高，且TCR+FC回路數(shù)多，占地面積大；基于發(fā)明專利[I]研發(fā)的新型動態(tài)無功補償裝置——TCC裝置，雖然回路少，單位容量造價顯著下降，但存在一個輔助變壓器，它增加占地面積，且接線并不優(yōu)化，造價較高，仍占裝置成本的25%左右。若果將本發(fā)明用于晶閘管控制電容的無功補償裝置，可取消發(fā)明[I]TCC裝置所需的輔助變壓器，單位容量造價要比發(fā)明[1]TCC裝置約可降低21%，而且占地面極大大縮小
以10KV、6000千乏的國內(nèi)幾種無功補償裝置為例，實際調(diào)查了當前國內(nèi)無功補償置幾種組成設(shè)備的價格，對本發(fā)明的電容無功補償裝置和國內(nèi)通用的幾種無功補償裝置的造價進行了詳細計算，將它們的各項經(jīng)濟性能進行比較，如表I所示。
【權(quán)利要求】
1.一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:在電力變壓器每相負荷繞組的首端和離首端的固定匝數(shù)處引出的抽頭間形成一個固定繞組，另在每相負荷繞組側(cè)附加獨立的I?4個調(diào)節(jié)繞組，采用調(diào)節(jié)機構(gòu)將所述調(diào)節(jié)繞組和固定繞組串聯(lián)聯(lián)接起來再和電容器組C和限流電感L串聯(lián)聯(lián)結(jié)后再接于所述負荷繞組的另一端，組成一個電容無功調(diào)節(jié)裝置；通過調(diào)節(jié)機構(gòu)改變每個調(diào)節(jié)繞組電壓的大小和極性，作用于電容器組C和限流電感L上的電壓就是電力變壓器附加產(chǎn)生的可控電壓，從而調(diào)節(jié)電容所發(fā)出的無功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:所述電力變壓器包括雙繞組降壓變壓器、三繞組降壓變壓器和自耦降壓變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:有二個負荷繞組的三繞組降壓變壓器和自耦降壓變壓器，所述的附加調(diào)節(jié)電容無功的方法是在其中一個負荷繞組側(cè)進行或在二個負荷繞組側(cè)同時進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)機構(gòu)由晶閘管開關(guān)通過橋接方式構(gòu)成、由“電一機”復合開關(guān)通過橋接或三開關(guān)聯(lián)接方式構(gòu)成或由機械開關(guān)通過抽頭聯(lián)接或抽頭-橋式聯(lián)接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:所述的電容無功調(diào)節(jié)裝置，通過I或2個斷路器并聯(lián)接在電力變壓器負荷繞組的固定繞組抽頭和電力變壓器負荷繞組的另一端端頭之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:包括所述斷路器在內(nèi)的整個電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器各繞組抽頭、端頭間的聯(lián)結(jié)均采用隔離插頭聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電力變壓器附加調(diào)節(jié)電容無功方法，其特征在于:所述的自耦降壓變壓器為不帶電力負荷的雙繞組自耦降壓變壓器時，則負荷繞組即為一次繞組，電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器各繞組間的聯(lián)接采用直接聯(lián)結(jié)，電容無功調(diào)節(jié)裝置和電力變壓器構(gòu)成整體用一個斷路器接入電網(wǎng)。
【文檔編號】H02J3/18GK104009485SQ201410273835
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】李民族, 李穎 申請人:貴州大學