阅读说明：本技术 一种调容配电变压辅助装置及调容方法 (Capacity-adjusting power distribution transformation auxiliary device and capacity adjusting method ) 是由 陈治廷 邱靖雯 周浩然 吴寄 关静恩 张建 刘盼 刘奔 杨秋昀 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种调容配电变压辅助装置及调容方法,该装置包括配电变压器高压侧绕组一侧的高压侧调容辅助开关和设于配电变压器低压侧绕组的低压侧调容辅助开关,高压侧调容辅助开关的若干接口与一组高压侧绕组连接,配电变压器低压侧包括第一组低压侧绕组和与第一组低压侧绕组连接的第二组低压侧绕组,第一组低压侧绕组一端还与低压侧调容辅助开关第一组开关接口连接,第二组低压侧绕组一端还与低压侧调容辅助开关第二组开关接口连接。本发明仅需操作一次就能实现容量的调节,降低变压器内部操作引起的拉弧等情况,同时通过调容减少变压器损耗,节能环保。(The invention discloses a capacitance-adjusting distribution transformation auxiliary device and a capacitance-adjusting method, wherein the device comprises a high-voltage side capacitance-adjusting auxiliary switch arranged on one side of a high-voltage side winding of a distribution transformer and a low-voltage side capacitance-adjusting auxiliary switch arranged on a low-voltage side winding of the distribution transformer, a plurality of interfaces of the high-voltage side capacitance-adjusting auxiliary switch are connected with a group of high-voltage side windings, the low-voltage side of the distribution transformer comprises a first group of low-voltage side windings and a second group of low-voltage side windings connected with the first group of low-voltage side windings, one end of the first group of low-voltage side windings is also connected with a first group of switch interfaces of the low-voltage side capacitance-adjusting auxiliary switch, and one end of the second group of. The invention can realize the capacity adjustment only by one-time operation, reduce the arc discharge and other conditions caused by the internal operation of the transformer, reduce the loss of the transformer by adjusting the capacity, save energy and protect environment.)

一种调容配电变压辅助装置及调容方法

技术领域

本发明涉及一种辅助装置，尤其是一种调容配电变压辅助装置，还涉及调容方法，属于配变调容技术领域。

背景技术

配电变压器是配网系统中的重要设备，完成供电的最后分配任务。配变数量庞大且位置分散，供电负荷类型多样，而且会有季节性变化较大的负荷，如烤烟、灌溉、作坊加工等。如果配置的配变容量固定，在轻负荷状态运行时，变压器容量能够满足运行要求；当出现负荷增加时，配变会出现过载运行，长时间的过载运行会造成配变发热严重，久而久之会导致配变绝缘降低，引起变压器故障。如果配置容量较大的变压器，虽然能满足在重负荷情况下的运行需求，但是在大部分轻负荷工况下，变压器运行效率很低，造成空载损耗过大，不仅不利于配变的供电效率，还增加了投资成本，空载损耗造成的能源浪费更是在日积月累后达到一个庞大的数字，对电网的经济运行带来不利因素。

基于此，如何能够根据负荷变化进行配变容量调节是尤为迫切解决的问题。当前主要技术手段是通过配变高压侧Y-△转换，低压侧多个绕组的串并联实现。但是传统技术在低压侧设置3个绕组，通过串并联组合改变绕组匝数，接线方式复杂，切换开关过多，容易引起故障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种调容配电变压辅助装置及调容方法，通过简化低压绕组接线方式，利用辅助装置实现调容开关的操作，高、低压侧仅需操作一次就能实现容量的调节，操作方便、原理简单，具有很大的推广应用价值。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种调容配电变压辅助装置，包括配电变压器高压侧绕组一侧的高压侧调容辅助开关和设于配电变压器低压侧绕组的低压侧调容辅助开关，高压侧调容辅助开关的若干接口与一组高压侧绕组连接，配电变压器低压侧包括第一组低压侧绕组和与第一组低压侧绕组连接的第二组低压侧绕组，第一组低压侧绕组一端还与低压侧调容辅助开关第一组开关接口连接，第二组低压侧绕组一端还与低压侧调容辅助开关第二组开关接口连接，同时调节高压侧调容辅助开关和低压侧调容辅助开关，形成大容量配电变压器或者小容量配电变压器。

进一步地，高压侧调容辅助开关包括第一组开关和第二组开关；

第一组开关的第一个开关动触头与高压侧绕组的第一相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组的第二相极性端连接；第一组开关的第二个开关与高压侧绕组的第二相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组的第三相极性端连接；第一组开关的第三个开关与高压侧绕组的第三相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组的第一相极性端连接；

第二组开关的第一个开关动触头与高压侧绕组的第一相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组的第二相非极性端连接；第二组开关的第二个开关动触头与高压侧绕组的第二相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组的第三相非极性端连接。

进一步地，将配变调整至大容量时，配变高压侧接线形式为△接线，绕组电压增大为星形接线方式下的1.732倍，在外部系统电压不变时，电流也增大1.732倍，低压侧绕组仅第一组低压侧绕组有效。

进一步地，将配变调整至小容量时，配变高压侧接线形式为Y接线，与三角形接线相比绕组电压减小1.732倍，电流也相应减小1.732倍，第一组低压侧绕组和第二组低压侧绕组均有效。

基于上述的调容配电变压辅助装置的调容方法，按以下进行：

将配变调整至大容量时，通过高压侧调容辅助开关调节配变高压侧接线形式为△接线，绕组电压增大为星形接线方式下的1.732倍，在外部系统电压不变时，电流也增大1.732倍；低压侧绕组仅第一组低压侧绕组有效；

将配变调整至小容量时，通过高压侧调容辅助开关调节配变高压侧接线形式为Y接线，与三角形接线相比绕组电压减小1.732倍，电流也相应减小1.732倍；第一组低压侧绕组和第二组低压侧绕组均有效，保证低压侧电压输出不变；匝数和变比关系满足：

式中：U1—高压侧电压；U2—低压侧电压；N1—高压侧绕组匝数；N2—低压侧绕组匝数；U2是目标电压。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明通过简化低压绕组接线方式，设计高低压测辅助开关，利用辅助开关实现调容开关的操作，高、低压侧仅需操作一次就能实现容量的调节，操作方便、原理简单，具有很大的推广应用价值。

（2）本发明通过外部调容辅助装置进行切换，降低变压器内部操作引起的拉弧等情况，同时通过调容减少变压器损耗，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明调容配变结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

如图1所示，本实施例的调容配电变压辅助装置，包括配电变压器2高压侧绕组W121一侧的高压侧调容辅助开关1和设于配电变压器2低压侧绕组的低压侧调容辅助开关3。

高压侧调容辅助开关1包括机械开关K11 11和机械开关K12 12，配电变压器2包括高压侧绕组W1 21、铁芯F 22、第一组低压侧绕组W21 23、第二组低压侧绕组W22 24；低压侧调容辅助开关3包括机械开关K21 31、机械开关K22 32。

机械开关K11的第一个开关动触头与高压侧绕组W1 21的A相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组W1 21的B相极性端连接；机械开关K11的第二个开关与高压侧绕组W1 21的B相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组W1 21的C相极性端连接；机械开关K11的第三个开关与高压侧绕组W1 21绕组的C相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组W1 21的A相极性端连接；机械开关K12的第一个开关动触头与高压侧绕组W1 21的A相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组W1 21的B相非极性端连接。

机械开关K12的第二个开关动触头与高压侧绕组W1 21的B相非极性端与连接，静触头与高压侧绕组W1 21的C相非极性端连接。

配电变压器2低压侧包括第一组低压侧绕组W21 23和与第一组低压侧绕组W21 23串联的第二组低压侧绕组W22 24，第一组低压侧绕组W21 23一端还与低压侧调容辅助开关的机械开关K21 31连接，第二组低压侧绕组W22 24一端还与低压侧调容辅助开关的机械开关K22 32连接，机械开关K21 31与第二组低压侧绕组W22 24和机械开关K22 32并联。

本实施例基于上述调容配电变压辅助装置的调容方法，按以下进行：

1、形成大容量配电变压器

将高压侧调容辅助开关1的机械开关K11闭合，机械开关K12断开，低压侧调容辅助开关的机械开关K21闭合，机械开关K22断开，形成大容量配电变压器。

2、形成小容量配电变压器

将高压侧调容开关的机械开关K12闭合，机械开关K11断开，低压侧调容辅助开关的机械开关K22闭合，机械开关K21断开，形成小容量配电变压器。

变压器容量计算公式：

式（1）

S——变压器容量

U——变压器额定线电压

I——变压器额定线电流

将配变调整至大容量时，机械开关K11闭合，机械开关K12断开，机械开关K21闭合，机械开关K22断开。此时配变高压侧接线形式为△接线，即U_线=U_相，绕组电压增大为星形接线方式下的1.732倍，在外部系统电压不变时，电流也增大1.732倍；低压侧绕组仅W21有效，接入系统。根据（1）可得容量增大3倍。

将配变调整至小容量时，机械开关K12闭合，机械开关K11断开，机械开关K22闭合，机械开关K21断开。此时配变高压侧接线形式为Y接线，与三角形接线相比绕组电压减小1.732倍，电流也相应减小1.732倍；本实施例高压侧为10kV电网系统，为保证低压侧电压输出仍为0.4kV，绕组W21、W22均应接入系统。

此时为满足电压保持不变，匝数和变比关系应满足：

上式中：

U1—高压侧电压；

U2—低压侧电压；

N1—高压侧绕组匝数；

N2—低压侧绕组匝数；

上式中，U2是目标电压，为保持不变量。当高压侧电压由△接线形式变为星形Y接线时，U1减小1.732倍，而N1匝数不变，则需要改变N2增大1.732倍。也即将W21和W22串联，数值关系存在约束关系：1.732N_W21=（N_W21+N_W22），化简后得：N_W22=0.732N_W21。其中，N_W21表示绕组W21的匝数，N_W22表示W22的匝数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。