一种分级电压调节器制造技术

本发明专利技术公开了一种分级电压调节器，用于调节电网线路中的电压，包括：保护单元、降压单元、复合开关单元、电容补偿单元、旁路单元、隔离单元、控制装置和电压电流检测单元。本发明专利技术解决了分布式发电系统接入配电网影响电压质量的问题，功耗低、响应速度快、体积小、成本低、安装简单。

【技术实现步骤摘要】
一种分级电压调节器
本专利技术涉及交流调压
，特别是涉及一种分级电压调节器。
技术介绍
分布式发电系统包括诸如风力、太阳能及小水电等形式的发电系统，将分布式发电系统集成到现有的配电系统中，是今后分布式发电的发展趋势。大量的分布式发电系统接入配电网会对配电系统的结构和运行产生很大的影响，配电系统从辐射型转变为多电源结构，潮流的大小和方向也因此发生变化，导致系统电压也随之波动。当分布式发电系统与本地负荷变化趋势相同时，分布式发电系统能够抑制系统电压的波动；当分布式发电系统与本地负荷不能协调运行时，如小水电、风电受到季节和气候影响随机性大，这类分布式发电系统很难与本地的负荷协调运行，还将增大系统电压的波动。因此，为了达到保护电器、降低损耗的目的，需要对配电网中的线路电压进行调节。现有的改善分布式发电系统电压质量的控制方式主要有动态电压调节器和静止同步补偿器，其结构复杂、成本过高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种分级电压调节器，解决了分布式发电系统接入配电网影响电压质量的问题，功耗低、响应速度快、体积小、成本低、安装简单。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种分级电压调节器，用于调节电网线路中的电压，包括：保护单元，输入端连接电网线路，用于在分级电压调节器异常时实现断电保护；降压单元，输入端连接保护单元的输出端，用于产生多个调节电压；复合开关单元，输入端连接降压单元的输出端，用于选通不同调节电压的电路；电容补偿单元，输入端连接复合开关单元的输出端，用于补偿分级电压调节器的线路无功功率；旁路单元，输入端连接电容补偿单元的输出端，用于在分级电压调节器发生故障时实现退出运行；隔离单元，输入端连接旁路单元的输出端，输出端连接电网线路，用于将调节电压按照同相位串联到电网线路中；控制装置，控制信号输出端分别连接保护单元、复合开关单元、电容补偿单元、旁路单元及隔离单元的控制信号输入端，用于控制分级电压调节器的运行状态；电压电流检测单元，输出端连接控制装置的检测信号输入端。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术能够对电网潮流双向流动进行快速、频繁的自动电压调整，而且注入谐波小、成本相对较低、安装简单方便；磁保持继电器组与双向可控硅组合的复合开关技术的使用，使得设备的损耗明显减少，设备体积也相应减小；串联变压器并联电容器补偿策略的增加，为配电网提供了等效串联电容分级补偿、调压调容补偿以及单电压调节三种控制策略；使得本专利技术成为应用在分布式发电系统的理想调压设备。附图说明图1是本专利技术实施例的电气原理图；图2是本专利技术实施例中控制装置的原理结构示意图；图3是图1中框1的局部放大图；图4是图1中框2的局部放大图；图5是图1中框3的局部放大图；图6是图1中框4的局部放大图；图7是图1中框5的局部放大图；图8是图1中框6的局部放大图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，为本专利技术一种分级电压调节器的一个实施例，用于调节电网线路中的电压，包括：保护单元1，输入端连接电网线路，用于在分级电压调节器异常时实现断电保护；降压单元2，输入端连接保护单元1的输出端，用于产生多个调节电压；复合开关单元3，输入端连接降压单元2的输出端，用于选通不同调节电压的电路；电容补偿单元4，输入端连接复合开关单元3的输出端，用于补偿分级电压调节器的线路无功功率；旁路单元5，输入端连接电容补偿单元4的输出端，用于在分级电压调节器发生故障时实现退出运行；隔离单元6，输入端连接旁路单元5的输出端，输出端连接电网线路，用于将调节电压按照同相位串联到电网线路中；控制装置7，控制信号输出端分别连接保护单元1、复合开关单元3、电容补偿单元4、旁路单元5及隔离单元6的控制信号输入端，用于控制分级电压调节器的运行状态；电压电流检测单元，输出端连接控制装置7的检测信号输入端。在图1-8中，电网线路为10kV母线。“//”表示其所在线路为单相线路，“///”表示其所在线路为三相线路。本专利技术实施例可根据电网中潮流方向，对电网进行调压，并根据电网电压特征确定是采用电容补偿调压还是普通调压；降压单元2通过复合开关单元3控制不同的导通模式，可产生多个调节电压，增大了调压范围；复合开关单元3可降低损耗，并具有过零投切功能，投切无涌流、响应速度快；电容补偿单元4可对电网线路进行电容补偿。具体的，如图1和图3所示，保护单元1包括跌落式熔断器DR和开关QF1，跌落式熔断器DR的第一端为保护单元1的输入端，跌落式熔断器DR的第二端连接开关QF1的第一端，开关QF1的第二端为保护单元1的输出端，开关QF1的线圈连接控制装置7的第一控制信号输出端。开关QF1可以为10kV真空接触器或断路器。跌落式熔断器DR，用于分级电压调节器检修时与10kV电网分离，并有明显分断点。保护单元1能够在过欠电压、过欠电流或短路等故障时，可靠将分级电压调节器从电网中切除。具体的，如图1和图4所示，降压单元2包括降压变压器T1，降压变压器T1的第一输入端为降压单元2的输入端，降压变压器T1的第二输入端连接中性点，降压变压器T1的第一、第二、第三及第四输出端分别连接复合开关单元3的第一、第二、第三及第四输入端。图1中，O’为中性点。在10kV系统中，降压变压器T1可以为YD11型降压变压器，其副边根据调节电压精度需求可为3个或以上抽头，用于电压精细化调节。如图1所示，降压变压器T1的副边抽头输出电压根据1:2:4等比例设计，降压变压器T1的原边电压为10000/√3V，副边有三个抽头电压分别为100V、200V和400V，实现电压等差调节。具体的，如图1和图5所示，复合开关单元3包括磁保持继电器S1～S9和双向可控硅Q1～Q9，磁保持继电器S1、S3、S5及S7的第一端短接并连接双向可控硅Q1、Q3、Q5及Q7的T2极作为复合开关单元3的第一输出端，磁保持继电器S1的第二端和双向可控硅Q1的T1极短接并连接降压变压器T1的第一输出端，磁保持继电器S3的第二端和双向可控硅Q3的T1极短接并连接降压变压器T1的第二输出端，磁保持继电器S5的第二端和双向可控硅Q5的T1极短接并连接降压变压器T1的第三输出端，磁保持继电器S7的第二端和双向可控硅Q7的T1极短接并连接降压变压器T1的第四输出端，磁保持继电器S2、S4、S6及S8的第一端短接并连接双向可控硅Q2、Q4、Q6及Q8的T1极作为复合开关单元3的第二输出端，磁保持继电器S2的第二端和双向可控硅Q2的T2极短接并连接降压变压器T1的第一输出端，磁保持继电器S4的第二端和双向可控硅Q4的T2极短接并连接降压变压器T1的第二输出端，磁保持继电器S6的第二端和双向可控硅Q6的T2极短接并连接降压变压器T1的第三输出端，磁保持继电器S8的第二端和双向可控硅Q8的T2极短接并连接降压变压器T1的第四输出端，磁保持继电器S9的第一端和双向可控硅Q9的T2极短接并连接降压变压器T1的第二输出端，磁保持继电器S9的第二端和双向可控硅Q9的T1极短接并连接降压变压器T1的第三输出端；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级电压调节器，用于调节电网线路中的电压，其特征在于，包括：保护单元（1），输入端连接所述电网线路，用于在所述分级电压调节器异常时实现断电保护；降压单元（2）， 输入端连接所述保护单元（1）的输出端，用于产生多个调节电压；复合开关单元（3），输入端连接所述降压单元（2）的输出端，用于选通不同所述调节电压的电路；电容补偿单元（4），输入端连接所述复合开关单元（3）的输出端，用于补偿所述分级电压调节器的线路无功功率；旁路单元（5），输入端连接所述电容补偿单元（4）的输出端，用于在所述分级电压调节器发生故障时实现退出运行；隔离单元（6），输入端连接所述旁路单元（5）的输出端，输出端连接所述电网线路，用于将所述调节电压按照同相位串联到所述电网线路中；控制装置（7），控制信号输出端分别连接所述保护单元（1）、复合开关单元（3）、电容补偿单元（4）、旁路单元（5）及隔离单元（6）的控制信号输入端，用于控制所述分级电压调节器的运行状态；电压电流检测单元，输出端连接所述控制装置（7）的检测信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种分级电压调节器，用于调节电网线路中的电压，其特征在于，包括：保护单元（1），输入端连接所述电网线路，用于在所述分级电压调节器异常时实现断电保护；降压单元（2），输入端连接所述保护单元（1）的输出端，用于产生多个调节电压；复合开关单元（3），输入端连接所述降压单元（2）的输出端，用于选通不同所述调节电压的电路；电容补偿单元（4），输入端连接所述复合开关单元（3）的输出端，用于补偿所述分级电压调节器的线路无功功率；旁路单元（5），输入端连接所述电容补偿单元（4）的输出端，用于在所述分级电压调节器发生故障时实现退出运行；隔离单元（6），输入端连接所述旁路单元（5）的输出端，输出端连接所述电网线路，用于将所述调节电压按照同相位串联到所述电网线路中；控制装置（7），控制信号输出端分别连接所述保护单元（1）、复合开关单元（3）、电容补偿单元（4）、旁路单元（5）及隔离单元（6）的控制信号输入端，用于控制所述分级电压调节器的运行状态；电压电流检测单元，输出端连接所述控制装置（7）的检测信号输入端。2.根据权利要求１所述的分级电压调节器，其特征在于，所述保护单元（1）包括跌落式熔断器DR和开关QF1，所述跌落式熔断器DR的第一端为所述保护单元（1）的输入端，所述跌落式熔断器DR的第二端连接所述开关QF1的第一端，所述开关QF1的第二端为所述保护单元（1）的输出端，所述开关QF1的线圈连接所述控制装置（7）的第一控制信号输出端。3.根据权利要求１所述的分级电压调节器，其特征在于，所述降压单元（2）包括降压变压器T1，所述降压变压器T1的第一输入端为所述降压单元（2）的输入端，所述降压变压器T1的第二输入端连接中性点，所述降压变压器T1的第一、第二、第三及第四输出端分别连接所述复合开关单元（3）的第一、第二、第三及第四输入端。4.根据权利要求3所述的分级电压调节器，其特征在于，所述复合开关单元（3）包括磁保持继电器S1～S9和双向可控硅Q1～Q9，磁保持继电器S1、S3、S5及S7的第一端短接并连接双向可控硅Q1、Q3、Q5及Q7的T2极作为所述复合开关单元（3）的第一输出端，磁保持继电器S1的第二端和双向可控硅Q1的T1极短接并连接所述降压变压器T1的第一输出端，磁保持继电器S3的第二端和双向可控硅Q3的T1极短接并连接所述降压变压器T1的第二输出端，磁保持继电器S5的第二端和双向可控硅Q5的T1极短接并连接所述降压变压器T1的第三输出端，磁保持继电器S7的第二端和双向可控硅Q7的T1极短接并连接所述降压变压器T1的第四输出端，磁保持继电器S2、S4、S6及S8的第一端短接并连接双向可控硅Q2、Q4、Q6及Q8的T1极作为所述复合开关单元（3）的第二输出端，磁保持继电器S2的第二端和双向可控硅Q2的T2极短接并连接所述降压变压器T1的第一输出端，磁保持继电器S4的第二端和双向可控硅Q4的T2极短接并连接所述降压变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕禾，许伟杰，蔡承才，薛强，许继勇，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13