SZT三相农电网自动调压器技术简介

节电网|English

新闻中心

返回首页 > 新闻中心 > 技术知识 > SZT三相农电网自动调压器技术简介

SZT三相农电网自动调压器技术简介

发布时间: 2016-08-29       作者:上海潘登新电源有限公司      来源:www.pandeng.com      点击数:

摘要:在介绍自动调压原理的基础上,较详细地介绍了一种农电网用的三相交流自动调压器。介绍了它的升压调节原理,选型和使用,以及它能带载自动调压,调压范围宽,能防过压浪涌和长期免维护运行等特性。

关键词:三相自动调压器;浪涌防护;农电网;“低电压”治理

1概述

按照国网运检部2105年组织编制的《配网“低电压”治理技术原则(试行)》中的规定,供电网络的“低电压”是指用户计量装置处电压值低于国家标准所规定的电压下限值,即20千伏及以下三相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压的7%220伏单相供电用户的计量装置处电压值低于标称电压的10%。目前,国内许多农村边远地区和山区,经济相对落后,用电负荷分散,变电站分布较为稀疏,长距离送电导致线路末端电压过低或大幅度波动,“点多面广”的低电压问题不同程度地影响了当地居民的日常生活和生产用电。农电网发展的相对滞后,也阻碍了一些地区用电负荷迅速增长的需求。本文针对当前农电网的许多末端电压不能满足用户需要的现状,提出一种以自动调节技术升压的三相交流自动调压设备。

2自动调压器的工作原理

 


图1以集成电路和晶闸管开关构成的自动调压器的原理电路图

以集成电路和无触点晶闸管开关构成的单相自动调压器的原理电路图见图1。它基于自耦变压器原理调压。与同容量的变压器比,自耦调压不但耗材少、尺寸小、造价低、效率高、损耗低,而且,便于运输和安装。不过,因为自耦调压器一次和二次绕组之间有电的直接联系,当高压侧过电压时会引起低压侧也过电压。为了避免这种危险,自耦调压器必须装设过电压防护器。

1所示的自动调压器包括自耦变压器、大功率晶闸管开关和控制电路三个部分。其中控制电路由取样电路、直流基准电压电路、比较电路、编码电路、过零控制电路和IC开关电路等几部分组成。基准电压电路由降压变压器T2降压、VD桥堆整流、电容滤波器滤波、IC8稳压模块稳压和电阻分压后产生。基准电压分别接比较器IC7的“+”输入端。与交流输入电压对应的取样电压经二极管整流、电容滤波和降压后产生,分别接比较器的另一输入端。当交流输入电压低于某一电压(比如低于(1-7%)标称电压,而略高于调节电压范围的下限值)时,比较器IC7都输出高电平,以异或门构成的编码器IC611脚输出高电平,驱动开关电路IC1和晶闸管VS1导通,切换自耦变压器T1的输出抽头,令其升压。当交流输入电压高于某一电压(比如高于且在(1±7%)标称电压内变化)时,比较器IC7都输出低电平,IC63脚输出高电平,驱动开关电路IC4和晶闸管VS4导通,切换自耦变压器T1的输出抽头,令输入输出直通。此时,调压器的效率接近100%。通过调节,允许输入的交流电压在调节电压范围的下限值~标称电压(1+7%)之间变化,而将输出电压稳定在(1±7%)标称电压值上。图1IC5为过零输出控制信号的电路。

1中的控制电路也可由MCU、电压采样电路、电流采样电路、状态输入电路、通信端口、控制输出电路、数据存储器、显示电路、按键电路等电路组成,构成具有较强智能的自动控制器。

3 三相交流自动调压器

文中介绍的三相交流自动调压器由UVW三相构成,基于自耦变压器原理进行调压。图2是三相交流自动调压器的原理结构图。它由具有多个分接头的自耦变压器、调压开关和自动控制器组成。自耦变压器的整个线圈分为三部分:主线圈、调压线圈,控制线圈。其中调压线圈是一个有多个抽头的绕组,这些抽头通过功率开关的不同接点串联在输入输出之间,通过改变分接位置,从而改变自耦变压器变比,达到调整电压的目的;主线圈为自耦变压器的公共绕组,产生传递能量的磁场; 控制线圈为控制器提供工作电源和采样信号。

功率开关是可在控制电路的控制之下带负载转换调压线圈分接头的开关。分接头的档位按用户要求的调压精度和调压范围等设置。

2中,电源侧主接线可以通过调压开关在分接头1到分接头5之间切换。负荷侧主接线根据用户需要的调压范围确定(固定接线)。如用户需求的调压范围为0+20%(25%)时,负荷侧主接线固定接在分接头1上,此时1档为调压器直通档;用户需求的调压范围为-5%+15%(20%)时,负荷侧主接线固定接在分接头2上,此时2档为调压器直通档。

自动控制器是整个装置的核心部分,它通过电压互感器采集交流电压信号和通过电流互感器采集交流电流信号,然后与电路中设置的或程序里设定的参考值进行比较,按照比较结果,发出指令控制分接开关下调或上调,进行调压操作。    

                   图2 三相交流自动调压器的原理结构图

 

4  SZT三相无触点农电网自动调压器

SZT三相系列自动调压器是上海潘登新电源公司专门为提升三相低电压而设计的调压器,它是SBW5B系列无触点免维护稳压器的衍生产品,结构简单,体积轻巧,安装方便,特别适用于农村和山区电网终端三相负荷分散的场所,解决农村电网末端的低电压和波动频繁的问题。

4.1  SZT三相系列自动调压器的工作原理

SZT三相系列自动调压器的原理框图如图3所示。它的主电路为自耦变压器线路。调压器由控制电路、自耦式调压电路、输出电路和直通电路等部分组成。它采用大功率无触点晶闸管开关进行调压抽头的切换,使实际的输出电压保持在(1±5%)额定值范围内。调压器的原理结构图同图2。调压器工作时,控制电路对输入电压进行采样,并与基准电压进行比较,根据比较结果输出控制信号控制自耦调压电路的工作状态:当输入电压较低(偏离标称值5%以上)时,通过接通某个晶闸管开关使自耦调压电路进入升压工作状态;当输入电压接近标称电压(约360 V以上)时,自耦调压电路退出升压,进入直通工作状态。


 图3  SZT三相调压器原理框图

SZT三相自动调压器的升压调节范围有20%30%40%3种规格,额定容量从20kVA250kVA(20、305080100125160200250kVA)等9种类型。三相无触点分相调压。

4.2 直通电路和过流指示

当电网电压高于调压范围的上限值(约360 V)时,调压器直通供电。

当用户负载电流大于110%额定电流时,调压器并不断电;它在控制电路的控制之下将自动转入直通供电状态,并点亮红色指示灯。直到用户负载电流恢复正常后,熄灭红色指示灯。SZT三相调压器比普通三相调压器有更强的过载能力。

4.3 三相浪涌保护器

考虑系统的接地形式,三相浪涌保护器的安装模式有共模接线模式、差模接线模式、3+1接线模式和全模接线模式。前3种模式由34块模块组合而成(图4a));共模接线模式保护设备内电路和器件对地的绝缘,差模接线模式保护两个输入端之间的电路和器件。全模保护模式的接线使用了更多模块,对浪涌经过的所有可能的线路进行保护,保护的效果更好;SZT系列自动调压器输入端装设的浪涌保护器就是这种保护器(图4b),三相40kA),它能有效防止沿电力线路侵入的浪涌电压对调压器和调压器后面负载造成的伤害。按照需要,它的容量可以进一步增大。

                (a)共模接线模式                    (b)全模保护接线模式

                     图4 保护模式

5 选型、性能和使用

5.1 选型

按调压范围分,SZT系列自动调压器有20%30%40%3种规格,实际输出电压为(1±5%)×380V正弦波;效率≥99%,防护等级IP45,使用环境温度-20~50℃。选用SZT系列自动调压器的具体型号规格时,可根据负载电压、波动范围和容量,以如下方法进行:实测使用区域的最低电压,若高于304 V的,可选用升压范围为20%的规格;若最低电压高于266 V的,可选用升压范围为30%的规格;而最低电压高于228V的,可选用升压范围为40%的规格;然后再根据负载电流并留有一定余量来确定调压器的额定容量。

  表1  SZT系列自动调压器选型表

    只要末端电压低于380V5%以上(≤360V),调压器就自动升压。当电压低于调压器升压范围的下限值时,建议选用大一档升压范围的产品。如前所述,当负载电流超过调压器的额定值10%以上时,调压器自动转旁路直通运行,但是,若长时间超载,则建议换容量大一档产品。

5.2 性能和使用

与传统的线路调压器比,SZT三相自动调压器采用无触点晶闸管开关调压,使用寿命长达15年以上;它能快速响应,带载调压,保证了供电的连续性和输出电压的100%合格率;SZT三相自动调压器专为治理农电网末端低电压设计,直接补偿线路电压的差值,故体积小、质量轻,成本也低。SZT三相自动调压器能方便地加装智能电容器,实现线路无功就地补偿,减少线路无功输送。此外,调压器内也可加装远程监测控制器,与电网智能配变监测系统联网,分析调压器工作状况和用电指标,使系统主站能实时监测自动调压器的输入电压、输出电压、输出电流、无功功率、有功功率、功率因数、运行档位数据;与此同时,还可区别过压、欠压、过载超载等故障和自动转旁路运行。

SZT三相自动调压器串接在低压配电变压器与其负载之间,调压器的输出接负载。因为这种调压器体积小、质量轻,203050kVA产品的外形尺寸不超过700mmx500mmx850mm,质量小于185kg,故可方便地安装在电杆上; 80kVA以上的产品则可安装在地面基础上或安装在变压器旁边。

安装完成后通电,即进入正常运行状态。

我们在一条供电半径超过国家规定的远距离山区线路上安装了调压器,原来末端单相用户电压只能达到180190V,线损率高,现在,末端用户各相电压都已达到约220V,三相线电压达到(1±5%)×380V,线损率也明显下降;取得了良好的效果,达到了预期的目的。

6  结束语

专为农电网研发生产的SZT三相调压器,它采用无触点晶闸管开关切换自耦变压器抽头进行调压,通过仔细设计,保证了供电的质量和连续性,而且使用寿命长,体积小、质量轻,成本低,因此,能够以“投资少、周期短、见效快”的方式,有效地解决农电网末端电压过低和负荷波动频繁的问题。 

 

标签:   

上海潘登官网 

版权所有©:上海潘登新电源有限公司  总机电话:021-6276 6276  传真:021-6277 3534

电子邮件:pandeng@pandeng.com  公司地址:上海市长寿路285号恒达广场23楼  沪ICP备05010669号

上海潘登提供稳压器、变压器、节电器、无触点稳压器、调压稳压器等众多设备,欢迎新老客户莅临选购。