kV线路调压装置简述.docx

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kV线路调压装置简述

ModifiedbyJACKontheafternoonofDecember26,2020

kV线路调压装置简述

一、调压器的使用条件

我国幅员辽阔，各地域经济发展不平衡，电力供电网络也存在着很大差异。

经济发达地区用电负荷比较大，用电负荷集中，变电站分布的比较密集，配电线路的供电范围一般不超过15公里。

经济相对落后的地区用电负荷小，负荷比较分散，变电站分布的较为稀疏，这样造成了很多地方供电半径超过正常范围，有些农村地区的供电半径可能达到50公里以上。

长距离的送电必然会造成线路的中后端的电压过低或大幅度的波动，解决此类问题的最为经济的方法就是分散调整电压。

本产品是在电力供电系统实现分散调整电压的一种装置。

可广泛使用于供电距离比较远、供电负荷大、电压波动大电能质量达不到使用标准的供电线路。

也可以用于电压质量不能满足生产需要的工、矿企业。

二、调压器的分类

按照适用电压线路等级的不同区分，可分为0.4kV线路调压装置和12kV馈线调压变压器。

其中，0.4kV的线路调压装置又称作“低压线路末端电压补偿装置”,主要用于0.4kV配电线路上的末端用户侧，主要设置在偏远村镇以及不便于安装配电变压器的场所，能够直接有效地解决农村电网中末端低压过低的问题，保障居民正常供电；

12kV馈线调压变压器主要安装于12kV的中压配网线路上，主要是解决部分落后地区用电负荷小、变电站分布不均、供电半径超长导致的长距离送电造成的电压过低或电压波动，通过分散调压可保证线路电压的稳定，确保客户方安全可靠的用电。

三、0.4kV线路调压装置简介

1、0.4kV线路调压装置的分类

（1）、按照适用电源环境分类，0.4kV线路调压装置分为单相调压器和三相调压器

单相调压器三相调压器

（2）、按照调压器的调压方式区分，可分为接触式调压器和无触点式调压器

2、调压器的基本结构

3、调压器的基本工作原理

下面以干式接触式调压器为例简述其工作原理

（1）、.单相直接调压调压器原理分析

图一

　　A点为单相调压器输入侧,B点为单相调压器的输出侧.

　　这类调压器是直接调压式的调压器就是利用自耦变压器的原理做成的，因此容量较小，一般不大于5kVA，.图中AN侧就是自耦变压器的输入侧,BN侧就是自耦变压器的输出侧,如果输入电压高于输出设置点220V时,这个自耦变压器就工作在降压状态,如果输入电压低于220V时,这个自耦变压器就工作在升压状态.（图一中所示就是处在降压状态）

这种调压器不同于自耦变压器的主要是输入点A是可以由0V到250V之间任意滑动.这样就可以随时调整输入电压的输入点来满足输出电压的恒定.一般我们把输入侧A点叫做滑臂,它由电机通过减速装置来驱动,电机的转向由稳压控制电路来控制完成.

　　调压器的取样电路时刻监视调压器的输出两点间电压,输出电压升高时,控制电机朝自耦变压器降压的方向移动,（如图二）当输出电压达到所要的电压时,停止控制电机运动.反之控制电路则控制电机朝自耦变压器升压的方向转动.（图三）达到所要的电压时停止.

图二

图三

　　此类调压器的容量大小全部由这个输出电压可以变压器的自耦变压器来承担,但由于它制造工艺的影响,它不能做得很大,只能适应小功率的场合.要相把调压器的功率做得更大,就要加入补偿变压器来实现调压器的功率扩大。

（2）、单相补偿式调压器原理分析

T2

T1

图四

　　上图为带补偿式单相交流调压器原理图.主要由调压变压器T1和补偿变压器T2组成.从图中可以看出,补偿变压器的低压侧线圈串联在调压器的主回路中,那么,这种调压器输出的主要能量是通过补偿变压器的低压侧线圈直接加给输出负载的.只要把补偿变压器的二次线圈的线径作得足够大,调压器的功率就可以做得很大.调压变压器T1只要负担输入电压与输出电压的差额部分,按调压器可允许的输入变化范围的大小不等,调压变压器T1的功率大小往往是调压器实际容量的几分之一,这由调压器的配比这个参数来决定调压变压器的大小.

简单分析它的工作原理:

　　调压变压器主要担任提供补偿电压,这个补偿电压的大小和方向根据调压变压器的滑臂的移动都是可以改变的,这就可以在补偿变压器的低压侧得到大小和方向都可以改变的补偿电压,这个电压会和输入端提供的电压进行矢量叠加.使输出电压稳定在所需要的设置点上.

　　举个实例来说明:

　　输入电压U1=240V,要求输出电压稳定在UO=220V.那么就有下面等式关系:

　　UO=U1-△U

　　也就是△U的方向要与U1的方向相反,大小刚好为20V.

　　输入电压U1=200V,要求输出电压稳定在UO=220V.那么就有下面等式关系:

　　UO=U1+△U

　　也就是△U的方向要与U1的方向相同,大小刚好为20V.

　　从上面公式可以看出,补偿电压△U是由调压变压器通过输给补偿变压器的高压侧再通过铁芯感应给补偿变压器的低压侧,再与输入电压进行矢量的叠加.补偿变压器主要负责补偿电压的传递,而调压变压器则负责提供方向和大小都可以改变的补偿电压.

　　下面分析调压变压器怎样改变补偿电压的方向和大小的:

从图五中可以看出,调压变压器的C.D点是跨接在220V电压上的.而E点刚好是调压变压器的中心点.我们假定滑臂停在C点.那么加在补偿变压器的高压侧的电压为F点高于G点,电流由F点流向G点.

图五

当滑臂停在D点时,（如图六）加在补偿变压器高压侧的电压为G点高于F点,电流由G点流向F点.这样一来,加给补偿变压器的补偿电压就改变了方向.

图六

　　那么调压变压器怎样改补偿电压的大小呢,当然也是通过滑臂的移动来实现的.当滑臂离调压变压器的中心点E时,在补偿变压器的高压侧F点和G点得到的电压就越高,反之就越低.当调压器的输入电压刚好为220V时,滑臂移到E点时,F点和G点间的补偿电压就为0.补偿变压器的低侧既不相加也不相减.输出电压就是输入电压大小.

（3）、三相补偿式调压器的原理分析

三相调压器实际就是把三个稳压单元用”Y”形接法联接在一起.再用控制电路板和电机驱动系统来控制调压变压器,达到稳定输出电压的功能.如果三个调压变压器的滑臂都是由一个电机来驱动的调压方式为统调调压器.如果三个调压变压器的滑臂由三个电机来独立调整的调压器就是三相分调式调压器.它们的工作原理同单相的调压器完全相同。

三相稳压器主回路电气原理图

4、调压器的运行操作方式及使用

调压器有如下几种运行操作方式：

（1）、全自动稳压运行操作：

将“手动/自动转换开关”打到“自动”档，将“来电往复”开关打到“自动稳压”档，即可实现无人值守的全自动稳压运行，调整完毕后，接线并合上控制板上的断路器，再合上输入侧断路器即可。

（2）、半自动稳压运行操作：

将“手动/自动转换开关”打到“自动”档，将“来电往复”开关打到“停止”档，按“稳压”按钮才可启动稳压运行，接线并合上控制板上的断路器，再合上输入侧断路器后，需要人为操作启动稳压和停止稳压。

（3）、手动调压运行操作：

将“手动/自动转换开关”打到“手动”档，将“来电往复”开关打到“停止”档，先按下“稳压”按钮，按“升压”或“降压”按钮即可实现手动调压运行。

接线并合上控制板上的断路器，再合上输入侧断路器后，输出电压可人为调节，无稳压功能。

（4）、全自动市电运行操作（旁路运行）：

将“来电往复”开关打到“市电”档，可实现全自动市电运行，即直通旁路运行模式。

四、12kV馈线自动调压器

1、12kV馈线自动调压器功能概述

12kV馈线自动调压器是一种可以自动调节变比来保证输出电压稳定的装置。

其可以在20%的范围内对输入电压进行自动调节，它特别适用于电压波动大的线路或压降大的线路，将这种调压器安装在馈电线路的中部，在一定范围内对线路电压进行调整，保证用户的供电电压，减少线路的线损；此外，馈线自动调压器也适用于主变不具备调压能力的变电站，将这种调压器安装在变电站变压器出线侧，保证出线侧母线电压。

2、产品技术特性

（1）、产品特点

整个装置容量大、损耗低、体积小、便于安装维护；

跟踪电压变化自动调整三相有载分接开关档位，动作可靠，电压调整精度高；

可以根据需要调整电压基准、动作延时、允许范围、次数限定，参数设置灵活、方便；

显示输出端电压、电流、日动作次数、总动作次数、当前档位，具有最高档和最低档指示；

具有档位上限、下限保护，动作限时功能，有效的提高了产品的可靠性；

控制器具有过流、欠压保护，当线路处于过流、欠压状态时，控制器自动闭锁；

控制器采用工业级控制芯片，可靠性高，抗干扰能力强，可适应户外恶劣环境；

具有RS485通讯接口，可以通过无线通讯模块在距安装点30m以内查看、修改控制器的参数。

（2）、技术参数

额定电压：

35kV、10.5kV或6.3kV；

额定容量：

500kVA～10000kVA；

额定频率：

50HZ；

接线方式：

三相三线式单绕组星形接线，三角接线绕组；

分接级数：

7或9；

冷却方式：

油浸自冷；

电压互感器：

10000/100V50VA；

电流互感器：

500/1A或200/1A；

二次绕组额定电压：

220V；

调压范围：

（-10%～+10%），（-5%～+15%）或（0～+20%）可选；

（如有特殊要求可在订货时说明）

3、12kV馈线自动调压器工作原理简述

线路自动调压器是由具有9个分接头的自耦变压器、有载调压开关以及能随负荷大小跟踪线路末端电压的自动控制器组成。

自耦变压器分为主线圈和调压线圈，调压线圈每分接头间电压差为2.5%总的调压范围为20%，另有三相三角形接线的二次线圈主要用于消除三次谐波以及提供自动控制器及有载调压开关的工作电源。

电源侧主接线可以通过有载调压开关从分接头1到分接头9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%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%时，负荷侧主接线固定接在分接头3上，此时3档为调压器直通档；用户需求的调压范围为-10%～+10%时，负荷侧主接线固定接在分接头5上，此时5档为调压器直通档。

调压器负荷侧A、C相装设电流互感器内部差接，负荷侧A、C相装设电压互感器（双向电源时电源侧A、C相也装设电压互感器）。

4、12kV自动调压器结构外形

5、12kV馈线自动调压器台面布置说明

图中A、B、C为输入端，a、b、c为输出端，P1P0为变比10000/220V的电压互感器，P0P2为变比10000/380V的电压互感器二次端子（SN≥3000kVA，才有此互感器二次端子），C1C2为电流互感器二次端子，其变比与调压器容量有关。

6、馈线自动调压器控制器基本工作原理

控制器的主要功能是通过测量线路的实时电压来判断有载调压开关工作方向。

电压在设定的电压上限和下限之间控制器不控制有载调压开关动作。

如果测量的线路实时电压小于设定的电压下限，控制器控制有载调压开关升档提高电压；反之，测量的线路实时电压大于设定的电压上限，控制器控制有载调压开关降档降低电压。

7、馈线自动调压器工作模式

馈线自动调压器有手动和自动两种工作模式，用户可以拨动控制器面板左侧的拨动开关进行选择。

在手动工作模式时仅能手动操作；在自动工作模式时，可自动、手动和远动操作。

（1）手动操作

实施手动操作时，用户首先应选择手动工作模式。

1）档位上升

当馈线自动调压器在最高档时由于控制器内部的高档限位保护，按“上升”键时，该操作无效；当馈线自动调压器在其它档时长按“上升”键不放，直至升档结束，可以实现馈线自动调压器档位上升操作。

2）档位下降

当馈线自动调压器在1档时由于控制器内部的低档限位保护，按“下降”键时，该操作无效；当馈线自动调压器在其它档时长按“下降”键不放，直至降档结束，可以实现馈线自动调压器档位下降操作。

（2）自动操作

自动操作时，用户应选择自动工作模式，控制器将依据所设置的参数进行自动操作。

用户需要设置的参数主要有：

基准电压、允许范围、延时时间、动作间隔、次数限定、低压闭锁。