兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置及方法，该装置由串联变压器B1，补偿电容器C，绕组B2、B3、B4和双向晶闸管T1、T2组合而成的自耦式变压器，用于调节档位的双向晶闸管T3、T4组成；本发明专利技术可以同时实现电压无功综合调节，其一、可以实现用户端电压在0％～+10％的变化范围内自动保持输出电压在‑3％～+3％变化范围内，其二、可以根据电压调节增加量自动补偿线路无功功率，晶闸管调节档位可以使调节时间控制在毫秒级别，特别适合负载波动大且无功缺额比较大的应用场合。

【技术实现步骤摘要】
兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置及方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置。
技术介绍
传统的线路调压方式为有载调压装置，该类装置一般采用机械式分接开关，机械式分接开关调节档位时间长、调节档位间隔在10S、使用次数有限制，而电力电子元器件具有开通关断时间短，使用次数无限制且可以频繁通断的优势。传统的线路补偿无功功率方法采用接触器投切固定容量的电容器，无功功率调节不平滑，且容易存在过补偿或者欠补偿的问题，这就需要一种可以根据负荷大小自动平滑调节线路无功功率的方法。传统的调压装置与无功补偿装置分为2套装置，装置投资成本大且安装占地面积也比较大，因此需要专利技术一种既可以快速调节电压、且调节次数不受限制又可以自动平滑补偿线路无功功率的一体化装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置及方法，以解决现有调压设备和无功补偿设备投资成本高、档位调节速度慢、调档时间间隔长、受动作次数限制且无法自动平滑补偿线路功率因数的缺点。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，包括串联变压器B1、补偿电容器C、绕组B2、B3、B4和双向晶闸管T1、T2组合而成的自耦式变压器、用于调节档位的双向晶闸管T3、T4；串联变压器B1的副边绕组串联在晶闸管快速调节装置输入侧与输出侧之间，串联变压器B1的原边绕组的一端、补偿电容器C的一端、绕组B2的一端、双向晶闸管T3的一端、晶闸管快速调节装置的输出侧并联短接，串联变压器B1的原边绕组的另一端、补偿电容器C的另一端、双向晶闸管T2的一端、绕组B4的一端、双向晶闸管T4的一端并联短接，绕组B2的另一端与双向晶闸管T1的一端相连，双向晶闸管T1的另一端、绕组B3的一端、双向晶闸管T3的另一端、双向晶闸管T4的另一端并联短接在一起，绕组B3的另一端与双向晶闸管T2的另一端相连，绕组B4的另一端接地。进一步的，当双向晶闸管T3、T4开通，双向晶闸管T1、T2关断时，装置工作在基准档位，即输出电压等于输入电压，装置在1档；当双向晶闸管T1、T4开通，双向晶闸管T2、T3关断时，装置在2档；当双向晶闸管T2、T3开通，双向晶闸管T1、T4关断时，装置在3档；当双向晶闸管T1、T2开通，双向晶闸管T3、T4关断时，装置在4档；晶闸管快速调节装置的输出电压与输入电压之比从4档至1档依次降低。兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的电压调节方法，包括：通过改变加在串联变压器B1原边两端的电压⊿U1改变输出串联变压器B1副边两端的电压⊿U电压大小，进而改变输出电压大小，输出电压等于输入电压与串联变压器B1副边两端的电压⊿U之和；当双向晶闸管T3、T4开通，双向晶闸管T1、T2关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为0，即输出电压等于输入电压，装置在1档；当双向晶闸管T1、T4开通，双向晶闸管T2、T3关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为3.5％倍输出电压，即输出电压等于103.5％倍输入电压，装置在2档；当双向晶闸管T2、T3开通，双向晶闸管T1、T4关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为6.8％倍输出电压，即输出电压等于106.8％倍输入电压装置在3档；当双向晶闸管T1、T2开通，双向晶闸管T3、T4关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为10％倍输出电压，即输出电压等于110％倍输入电压，装置在4档。兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的电压调节方法，包括：(1)实时检测晶闸管快速调节装置的输出端电压，当输出端电压为AkV～BkV时，执行步骤(2)；当输出端电压>BkV时，执行步骤(3)；当输出端电压<AkV时，执行步骤(4)；(2)不动作，即维持原状态不变；(3)下调一档降压，执行步骤(6)；(4)上调一档升压，执行步骤(5)；(5)处于最高档时，如果输出电压仍<AkV，不动作，执行步骤(1)；(6)处于最低档时，如果输出电压仍>BkV，不动作，执行步骤(1)；其中，A＜B。进一步的，下调一档降压的操作具体是：如果当前档位在4档，则关断T1、T2待检测到T1、T2成功关断后，开通T2、T3，降档至3档；如果当前档位在3档，则关断T2、T3，待检测到T2、T3成功关断后，开通T1、T4，降档至2档；如果当前档位在2档，则关断T1、T4，待检测到T1、T4成功关断后，开通T3、T4，降档至1档；上调一档升压的具体操作是：如果当前档位在1档，则关断T3、T4，待检测到T3、T4成功关断后，开通T1、T4，升档至2档；如果当前档位在2档，则关断T1、T4，待检测到T1、T4成功关断后，开通T2、T3，升档至3档；如果当前档位在3档，则关断T2、T3，待检测到T2、T3成功关断后，开通T1、T2，升档至4档。兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的无功补偿方法，包括：调压后串联变压器B1原边两端电压⊿U1即为补偿电容器两端电压，电容器补偿容量跟随⊿U1大小自动变化。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：试验验证，本专利技术通过电力电子器件与变压器组合自动调压补偿无功功率技术实现输入电压在0％～+10％的变化范围内自动保持输出电压稳压在-3％～+3％以内，根据电压调节自动进行无功补偿，同时保证整个切换过程响应迅速，控制在毫秒级别内。附图说明图1是本专利技术一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。请参阅图1所示，本专利技术一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，由串联变压器B1，绕组B2、B3、B4和双向晶闸管T1、T2组合而成的自耦式变压器，用于调节档位的双向晶闸管T3、T4组成。串联变压器B1的副边绕组串联在装置输入侧与输出侧之间，串联变压器B1的原边绕组的②端、补偿电容器C的①端、绕组B2的①端、双向晶闸管T3的①端、装置的输出侧并联短接，串联变压器B1的原边绕组的①端、补偿电容器C的②端、双向晶闸管T2的②端、绕组B4的①端、双向晶闸管T4的②端并联短接，绕组B2的②端与双向晶闸管T1的①端相连，双向晶闸管T1的②端、绕组B3的①端、双向晶闸管T3的②端、双向晶闸管T4的①端并联短接在一起，绕组B3的②端与双向晶闸管T2的①端相连，绕组B4的②端接地。上述兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的输出电压能够根据需要进行调节，实现了在配电网电压变化的情况下保持稳定的输出电压，有效解决现有配电变压器输出电压不稳的问题，保证整个切换过程响应迅速，控制在毫秒级别内，同时根据串联变压器B1原边两端的电压⊿U1的变法改变补偿单容器C两端电压自动进行无功补偿，进一步确保线路电压稳定合格。图1所示的一种兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的工作状态情况：电压调节方法：当双向晶闸管T3、T4开通，双向晶闸管T1、T2关断时，装置工作在基准档位，即输出电压等于输入电压，装置在1档；当双向晶闸管T1、T4开通，双向晶闸管T2、T3关断时，输出电压等于103.5％倍输入电压，装置在2档；当双向晶闸管T2、T3开通，双向晶闸管T1、T4关断时，输本文档来自技高网...

【技术保护点】
兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，其特征在于，包括串联变压器B1、补偿电容器C、绕组B2、B3、B4和双向晶闸管T1、T2组合而成的自耦式变压器、用于调节档位的双向晶闸管T3、T4；串联变压器B1的副边绕组串联在晶闸管快速调节装置输入侧与输出侧之间，串联变压器B1的原边绕组的一端、补偿电容器C的一端、绕组B2的一端、双向晶闸管T3的一端、晶闸管快速调节装置的输出侧并联短接，串联变压器B1的原边绕组的另一端、补偿电容器C的另一端、双向晶闸管T2的一端、绕组B4的一端、双向晶闸管T4的一端并联短接，绕组B2的另一端与双向晶闸管T1的一端相连，双向晶闸管T1的另一端、绕组B3的一端、双向晶闸管T3的另一端、双向晶闸管T4的另一端并联短接在一起，绕组B3的另一端与双向晶闸管T2的另一端相连，绕组B4的另一端接地。

【技术特征摘要】
1.兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，其特征在于，包括串联变压器B1、补偿电容器C、绕组B2、B3、B4和双向晶闸管T1、T2组合而成的自耦式变压器、用于调节档位的双向晶闸管T3、T4；串联变压器B1的副边绕组串联在晶闸管快速调节装置输入侧与输出侧之间，串联变压器B1的原边绕组的一端、补偿电容器C的一端、绕组B2的一端、双向晶闸管T3的一端、晶闸管快速调节装置的输出侧并联短接，串联变压器B1的原边绕组的另一端、补偿电容器C的另一端、双向晶闸管T2的一端、绕组B4的一端、双向晶闸管T4的一端并联短接，绕组B2的另一端与双向晶闸管T1的一端相连，双向晶闸管T1的另一端、绕组B3的一端、双向晶闸管T3的另一端、双向晶闸管T4的另一端并联短接在一起，绕组B3的另一端与双向晶闸管T2的另一端相连，绕组B4的另一端接地。2.根据权利要求1所述的兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，其特征在于，当双向晶闸管T3、T4开通，双向晶闸管T1、T2关断时，装置工作在基准档位，即输出电压Uout等于输入电压Uin，装置在1档；当双向晶闸管T1、T4开通，双向晶闸管T2、T3关断时，装置在2档；当双向晶闸管T2、T3开通，双向晶闸管T1、T4关断时，装置在3档；当双向晶闸管T1、T2开通，双向晶闸管T3、T4关断时，装置在4档；晶闸管快速调节装置的输出电压与输入电压之比从4档至1档依次降低。3.兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置的电压调节方法，其特征在于，基于权利要求1和2中任一项所述的兼容电压调节与无功补偿的晶闸管快速调节装置，包括：通过改变加在串联变压器B1原边两端的电压⊿U1改变输出串联变压器B1副边两端的电压⊿U电压大小，进而改变输出电压大小，输出电压Uout等于输入电压与串联变压器B1副边两端的电压⊿U之和；当双向晶闸管T3、T4开通，双向晶闸管T1、T2关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为0，即输出电压等于输入电压，装置在1档；当双向晶闸管T1、T4开通，双向晶闸管T2、T3关断时，串联变压器B1副边两端的电压⊿U为3.5％倍输出电压，即输出电压等于103.5％倍输入电压，装置在2档；当双向晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：琚泽立，陈磊，吴玲，蒲路，赵学风，杨传凯，林涛，吴子豪，邢伟，段玮，王南，杨博，王晨曦，任双赞，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司电力科学研究院，国网陕西省电力公司，西安高压电器研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11