[發明專利]一種應用于配電網的分級電壓調節器

在審

• 申請號: 201710918346.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107591812A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 范瑞祥;王文彬;伍小生;肖紅霞;蒙天騏;李瓊
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙)36123
• 代理人: 劉愛芳

技術領域

本發明涉及一種調節配電網電壓升高和降低等電能質量問題的晶閘管分級電壓調節器，特別涉及一種應用于配電網的分級電壓調節器。

背景技術

我國配網的一些地區線路過長，線路阻抗過大將導致線路沿線及分支處的負荷供電電壓低；另外，分布式能源的接入，改變了配電網的潮流方向，有可能導致接近分布式電源的負荷端電壓高于線路的額定電壓。因此，需要進行配電網電壓的正負雙向調節。

到目前，國內外專家及學者已提出幾種基于晶閘管的分級電壓調節裝置，這幾種裝置的拓撲結構類似，都是將并聯至配電網的調整變壓器二次側通過三橋臂或四橋臂晶閘管模塊，連接至線路串聯變壓器的二次側，實現電壓的正負可調。

但是這些拓撲結構有一個共同的缺點：即當輸出電壓變為同電壓等級的負電壓輸出時，可能出現同一橋臂的上下橋臂晶閘管同時導通的情況，這就可能導致取能變壓器二次側短路的情況，對取能變壓器造成損害。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種應用于配電網的分級電壓調節器，該調節器在保證具有一般晶閘管分級電壓調節器的正負雙向調節電壓的功能的同時，還能夠避免取能變壓器的短路問題。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種應用于配電網的分級電壓調節器，包括取能變壓器、調節控制晶閘管、隔離變壓器、旁路晶閘管、旁路開關。

所述取能變壓器是一種多檔位電壓輸出的抽頭變壓器，一次側通過熔斷器與配電網并聯，二次側的中間抽頭與其他各抽頭及兩端引線構成變壓器的不同檔位，輸出正負電壓。

所述調節控制晶閘管，各對反向并聯晶閘管一端連接至取能變壓器除中間抽頭外的其他抽頭及兩端引線，另一端連接至隔離變壓器二次側的同名端，取能變壓器的中間抽頭連接至隔離變壓器二次側的異名端，從而實現將取能變壓器的不同輸出電壓加到變壓器的二次側。

所述的隔離變壓器，一次側同名端連接線路調節器接入處的末端，一次側異名端連接線路調節器接入處的首端，二次側同名端連接各對控制晶閘管，二次側異名端連接取能變壓器的中間抽頭；隔離變壓器的兩側通過接觸器連接至線路，從而可以控制調節器的投入和退出。

所述的旁路晶閘管與所述的隔離變壓器二次側并聯，實現調節器投入和退出時的電流轉移。

所述的旁路開關與所屬的隔離變壓器一次側及其兩端接觸器并聯，調節器沒有投入運行時，旁路開關閉合，線路電流通過旁路開關所在的支路；調節器投入運行，旁路開關斷開。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1）隔離變壓器二次側兩端并聯雙向晶閘管，能夠避免投退過程中的開關過電壓問題；

隔離變壓器二次側雙端并聯的雙向晶閘管為旁路晶閘管。在晶閘管調節器投入時，控制器先開通旁路晶閘管，再根據需要補償的電壓大小開通和關斷相應的控制晶閘管，將取能變壓器合適繞組投入電路，此時再關閉旁路晶閘管。由于控制晶閘管開關切換時，旁路晶閘管已經開通，因此控制晶閘管沒有和隔離變壓器直接相連，在開關時也就避免產生較大的開關過電壓問題。在晶閘管調節器退出時，根據與投入時相同的原理，同樣避免了控制晶閘管開關過電壓問題。

2）調節晶閘管與取能變壓器的連接方式，能夠避免變壓器短路問題。

現有技術中，取能變壓器與晶閘管采用橋式連接拓撲時，晶閘管調節器相同電壓等級的正負電壓切換時，由于晶閘管不能即時關斷等原因，往往會造成上下橋臂同時導通，導致取能變壓器二次側短路。而在本發明中，每一對雙向晶閘管與取能變壓器二次側除中心抽頭外其余抽頭（包括首段和尾段）相連，不再采用橋式連接方式，能夠避免取能變壓器的短路問題。

附圖說明

圖1 是本發明提供的應用于配電網的分級電壓調節器的主電路拓撲結構圖；

圖2 是本發明提供的應用于配電網的分級電壓調節器在三相三線制線路的接線方式；

圖3 是本發明提供的應用于配電網的分級電壓調節器在三相四線制線路的接線方式；

圖4 是本發明提供的應用于配電網的分級電壓調節器補償電壓降落的仿真圖；

圖5 是本發明提供的應用于配電網的分級電壓調節器補償電壓升高的仿真圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。