基于交流调压电子开关的瞬变阻抗变压器制造技术

本发明专利技术详细阐述了基于波形连续和消谐波观点的波形叠加原理，提出了三个概念分别为柔性交流变电、柔性输变电、柔性调压。提出了三种新技术分别为瞬变阻抗技术，柔性无级调压技术和柔性有级调压技术。提出了三种新产品为交流调压电子开关、瞬变阻抗变压器、高速调压变压器。提出了六种高压电网联结方式为瞬变阻抗变压器型的电网联结方式，瞬变阻抗升压自耦变压器型的电网联结方式等。提出了一种新的无功补偿联结方式为无功补偿装置可以串并联在串变调压变压器主变压器二次出线的端口处。本发明专利技术可应用于高压特高压交直流输电和其他需要安全、高效、同步控制系统，需要大容量无级调压的系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术详细阐述了基于波形连续和消谐波观点的波形叠加原理，提出了三个概念分别为柔性交流变电、柔性输变电、柔性调压。提出了三种新技术分别为瞬变阻抗技术，柔性无级调压技术和柔性有级调压技术。提出了三种新产品为交流调压电子开关、瞬变阻抗变压器、高速调压变压器。提出了六种高压电网联结方式为瞬变阻抗变压器型的电网联结方式，瞬变阻抗升压自耦变压器型的电网联结方式等。提出了一种新的无功补偿联结方式为无功补偿装置可以串并联在串变调压变压器主变压器二次出线的端口处。本专利技术可应用于高压特高压交直流输电和其他需要安全、高效、同步控制系统，需要大容量无级调压的系统。【专利说明】基于交流调压电子开关的瞬变阻抗变压器
本文详细阐述了对一个原理的拓展，提出了三个概念、三种新技术、三种新产品，六种高压电网联结方式、一种新的无功补偿联结方式，对交流调压器的使用提出了全新的解决方案，涉及领域有电力电子、变压器、高压特高压电网输电、无级调压技术、无功补偿技术。一个原理的拓展是基于波形连续和柔性变电观点的波形叠加原理。三个概念分别为柔性交流变电、柔性输变电、柔性调压。三种新技术分别为瞬变阻抗技术，柔性无级调压技术和柔性有级调压技术。三种新产品为:交流调压电子开关、瞬变阻抗变压器、高速调压变压器。六种高压电网联结方式为:瞬变阻抗变压器型的电网联结方式，分裂式瞬变阻抗变压器型的电网联结方式，瞬变阻抗升压自耦变压器型的电网联结方式，分裂式瞬变阻抗升压自耦变压器型的电网联结方式，高速调压降压自耦变压器型的电网联结方式，分裂式高速调压降压自耦变压器型的电网联结方式等等。—种新的无功补偿联结方式:进行无功补偿时，无功补偿装置可以串并联在串变调压变压器主变压器二次出线的端口处。三种新产品中的交流调压电子开关简略归纳了八种单相基本开关形式，分别为新型交流调压器、线性调开关、正反调开关、粗细调开关、中部调开关(2种)、端部调开关、中性点调压开关等，三相时按调压原理自由组合。三种新产品中的瞬变阻抗变压器派生出电力变压器型、特种变压器型和调压器型瞬变阻抗变压器等，按其涉及的领域不同，本文简略的归纳了十七种变压器型式。分别为瞬变阻抗电力变压器、分裂式瞬变阻抗电力变压器、瞬变阻抗升压自耦电力变压器、分裂式瞬变阻抗升压自耦电力变压器、高速调压降压自耦电力变压器、分裂式高速调压降压自耦电力变压器、瞬变阻抗变流变压器、高速调压自耦变流变压器、瞬变阻抗电炉变压器、高速调压自耦电炉变压器、瞬变阻抗牵引变压、瞬变阻抗电源变压器、瞬变阻抗升压自耦电源变压器、高速调压降压自耦电源变压器、瞬变阻抗调压器、瞬变阻抗升压自耦调压器、高速调压降压自耦调压器等等。本专利技术的瞬变阻抗技术和高速调压技术、高速无级调压技术在高压特高压交直流输电系统，交直流电炉冶炼系统，电化学电解行业系统，电力机车牵引系统，无功补偿系统，大功率无级调压系统上的应用，可以对相关系统进行安全防护和高效同步智能化控制。本专利技术在需要稳压控制的或需要变压器调容的或需要高速控制各相负载不平衡等等特性的阻性、阻感性、阻容性负载系统中应用时，可以通过瞬变阻抗变压器对其进行高速调控。本专利技术可增加高压特高压电力系统稳定性和可靠性，减小系统短路容量、减小设备投资、减小电压波动与闪变、可用三次侧开断功能部分代替高压断路器、变压器可高速调整系统阻抗和提高系统自身功率因数的显著效果。无级调压技术在容量、电压等级、波形畸变率等方面均有重大突破，对无级调压设备有大量需求的产业，如真空炉、科学实验等行业有重大影响。可应用范围涵盖如工农业生产、科学实验、交通运输、电信传输、国防军工、医疗卫生、电力传输，可以说瞬变阻抗变压器在国民经济的各个行业均有一定作用。
技术介绍
交流调压器是指把两个半导体元件(如晶闸管，后文用晶闸管代替半导体元件)反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管或其他电力电子元件的控制就可以控制交流输出。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。由其组成的单三相电路即交流调压器。也就是由半导体元件构成的把一种交流电变成另一种同步率不同电压交流电的控制装置。原有交流调压器调压时产生电压是非连续性的，波形是断续的，过零点次数多，电压电流时断时续，造成电压波动大，不连续电流造成断弧起弧次数过多，功率输入时断时续，谐波大。电弧稳定性差影响设备的产量和质量，易使变压器和负载产生内部过电压，对变压器、开关、电机等负载的绝缘产生不利影响，影响其使用寿命，增大能耗，造成电阻、电感性、电容性负载等相关设备输入功率不均衡的重大问题。交流调压器采用晶闸管相控电路，高电压小电流可控电源可以很多晶闸管串联，也可以用交流调压电路调节变压器二次电压，低电压大电流电源可以很多晶闸管并联，电路结构复杂、成本高、波形断续。随着经济高速发展，各种用电设备向着高电压、大容量方向发展，电力电子技术的发展无法跟上发展的需要，因此急需一种用小容量、低电压、小电流的交流调压器去控制高电压、大容量、大电流变压器或其他负载的无级调压和有级调压技术。变压器开关是为了使电网供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流，此需对变压器进行电压调整。目前，变压器调整电压的方法是在其某一侧线圈上设置分接，以切除或增加一部分线匝，改变匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种线圈抽出分接以供调压的电路，称为调压电路。变换分接以进行调压所采用的组件叫分接开关。二次不带负载，一次也与电网断开的调压叫无励磁调压，带负载进行变换线圈分接的调压叫有载调压。因此变压器开关分两种，一种无励磁分接开关，一种叫有载开关。有载开关的绝缘水平取决于调压线圈在冲击电压作用下最大对地电位，纵绝缘取决于冲击电压作用时调压线圈所出现的冲击梯度，因此绝缘水平高。偏移电压值大，开关电容放电(偏移电压缓慢增加，可能使正反调开关的K、+、-断口击穿)。这种开关响应速度慢，机械寿命短，一般每使用3000次即需换油、保养，结构复杂，触头有放电电弧，在油浸结构中污染变压器油。现在急需一种正反调调压时可以消除偏移电压，防止电容放电，并且在正常使用时可以高速响应，寿命长，无弧，易于保养维修的变压器开关。传统串变调压变压器的定义是，在低压大电流系统应用，采用两台变压器组成，一台为主变(低压电压恒定)，另一台为串变(低压电压可调)，需要利用设置在主变压器上的单独调压绕组给串变高压侧供电，主变和串变的低压绕组串联在一起、采用八字型线圈结构、主变低压绕组电压恒定、串变低压绕组电压可调、致使串联在一起的两个低压绕组电压发生改变、从而改变主、串变低压绕组的合成电压，主变包括高压绕组、低压绕组、调压绕组，串变包括高压绕组、低压绕组，在低压大电流系统应用。传统串变调压变压器适用于10000KVA以上的电炉变压器，整流变压器也偶有见之，它是传统的电炉变压器形式，但因其成本高及冶炼技术的发展现已很少采用。特高压输电系指比交流500kV输电能量更大、输电距离更远的新的输电方式。它包括两个不同的内涵:一是交流特高压(UHC)，二是高压直流(HVDC)。具有输电成本经济、电网结构简化、短路电流小、输电走廊占用少以及可以提高供电质量等优点。根据国际电工委员会的定义:交流特高压是指IOOOkV以上的电压等级。在我国，常规性是指IOO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙崇山，
申请(专利权)人：孙崇山，
类型：发明
国别省市：