设置有用于调节带负载变压比的装置的变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电并且特别涉及变压比(transformat1n rat1)调节，以便不管可能的负载波动而将流通电压维持在可接受的限度内。
[0002]具体地，本发明涉及一种中压(MV)/低压(LV)变压设备，其中，主变压器与用于无需主变压器断电而更改变压比的设备相关联。
【背景技术】
[0003]电气网络一般以通过变电站分开的几个层次构造:在第一甚高压和高压的输送和配送网络之后，通常在I至35kV (在法国更具体地是15或20千伏)之间的HV-A或MV中压配电网络提供用于到工业类型客户或到LV低压网络(在法国特别是0.4kV)的小规模输送，所述低压网络供应具有低能源需求的客户。MV/LV配电变压器由此在输入与输出电压之间设计有确定为确保与用户端标准兼容的电压电平的比，或变压比。
[0004]负载、网络的物理结构以及特别是电缆长度和变压器与用户之间的部件阻抗中的变化可以导致电压波动，在LV网络中以及在最终用户的住所处将这些保持为尽可能地低是重要的。由此，在MV/LV变电站处安装调节系统，其通过无负载地修改变压比而补偿网络中的变化导致的电压变化。例如在文件FR 2 787 248中所描述的。
[0005]但是，使用光伏面板、风力发电场和小型电站的分散生产装置(product1nmeans)的装置显著地增加了参数的波动。事实上，远离源变压器的局部生产可以由于线路的阻抗导致接近生产的电压急剧增加；相反地，在没有生产时，线路的阻抗局部地导致电压的降低。因此，分别地增加或减少变压比以保持在建议的范围内是重要的。因此，用变压比动态调节装置装备MV/LV配电变压器(通常是充油的)是适当的，如果可能的话，所述调节是带负载调节，即无需切断电源。已经为这些“带负载抽头变换器(On-Load TapChangers)” (OLTCs)提出了多种技术解决方案。
[0006]特别地，借助于将初级绕组分离成主要部分和可调节部分，常规的机械解决方案通过修改初级侧(MV)的匝数而执行变压比的变化。然而，这样的机械开关系统的制造和维护都是复杂并昂贵的:由于电介质隔离的要求，可调节部分的开关被放置在油中，所述油在从一个抽头到另一个的变换产生的电弧过程中被污染。为了消除电弧问题，已经提出了使用真空室(参见WO 2012/062408)，然而这增加了初始变压器的成本和尺寸。
[0007]例如在FR 2 873 489或WO 2010/072623中呈现的解决机械开关问题的另一种选择包括对于从一个抽头变换到另一个使用半导体。由于这种类型的部件不能被放置在中压侧而免于与油的存在和电隔离的要求有关的困难和额外费用，因此调节是在LV侧进行的，鉴于低压和电流的显著水平导致低的电压调节匝数，这从而降低了调节的精度。此外，对于这样的解决方案的控制是复杂的，并且考虑到电流，这些半导体部件不能是标准的，此外还具有显著损失:解决方案的成本较高。
【发明内容】
[0008]除其它优点外，本发明旨在解决现有调节设备的缺点，并且特别旨在提供一种用于选择抽头的可靠且便宜的系统，其适合于充油的MV/LV变压器。
[0009]在它的一个方面，本发明由此涉及包括第一主变压器的变压设备，它的变压比是由MV初级和LV次级电路的期望电压确定的。优选地，这是一个充油变压器。优选地，该设备配备有用于在将电气设备连接到网络之前并根据所述网络的特征而调节空载主变压比的装置。
[0010]该设备还包括第二调节变压器，其优选地也是充油的，并与主变压器位于同一储罐中，它的次级绕组与主变压器的初级电路串联连接。就其本身而言，调节变压器的初级绕组包括特别在端部处的至少两个抽头，并且优选地是三个。当它通过端部抽头中的一个连接到主变压器时，调节变压器的变压比被有利地选择为对应于所述主变压器变压比的预定百分比N，通常在0.5 %至5 %之间，特别是2.5 %;如果提供第三中心抽头，理想的是它在初级绕组的中心，以便产生等于主变压比的规定调节值两倍的调节变压比，特别是5%。
[0011]调节变压器的至少两个抽头(优选地是端部抽头)与三条连接线路相关联:到主变压器的次级电路的配备有第一开关装置的第一连接线路、到次级电路的另一相或零线的(neutral)配备有第二开关装置的第二连接线路、以及到主变压器的次级电路的配备有第三开关装置和负载阻抗的第三连接线路或“旁通”线路。优选地，两个旁通线路具有共同的负载阻抗。调节变压器的其他抽头可以只包括一个连接线路，其配备有切换到主变压器的次级电路的装置。
[0012]开关装置在空气中工作，并且优选地在操作者可直接地接触到的同一板上组合在一起。
[0013]根据本发明的变压设备还包括用于抽头开关装置的控制系统，该控制系统可以被固定到设备或者被定位离开，并优选地经由主变压器的次级电路供电。
[0014]为了在带负载抽头变换过程中防止任何问题，根据本发明的设备配备有用于确保两个不同抽头的连接线路中的至少一个闭合的装置，从而使调节变压器的初级不是开路。有利地，特别地配备有类似于开关装置的开关的安全电路被安装在每个抽头的第一线路与第二线路之间；可选地，开关装置可以被选择为在处于双稳位置和/或与位置保持设备相关耳关。
[0015]在另一方面，本发明涉及相应的三相电气装置。特别地，根据本发明的装置包括如前面所限定的三个设备，其变压器优选地容纳在同一油储罐内，并且其开关装置也优选地容纳在同一板上。三相电气装置的三个设备的特性和参数有利地是相同的，并且特别地，三个变压器(主变压器和/或调节变压器)本身可形成为覆盖三个相位的一体式块。控制系统适合于同时地控制各个抽头的开关装置，并且优选地，所述开关装置是在空气中操作的机电接触器，它可以与位置保持装置相关联。
【附图说明】
[0016]其它的优点和特征从本发明的具体实施例中将变得更加显而易见，所述实施例通过说明的方式给出而完全不是限制性的，并且其被描绘在附图中。
[0017]图1示出了根据本发明的优选实施例的三相电气装置。
[0018]图2描绘了根据本发明的装置的电气电路图。
[0019]图3A至图3F示出了根据本发明的设备的调节步骤。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，根据本发明的三相电气装置I可以具有市售三相变压器组件的常规部件和特征。特别地，电气装置I有利地包括充有油或其它电介质流体的有翼片3的储罐，实际的变压组件被容纳在所述储罐中，并且衬套和其他连接设备5从所述储罐显现在MV网络上，并到达外壳7和LV网络。
[0021]根据本发明，可以使用容纳在储罐3中的例如适用于630kVA的主变压器单元作为主变压部件，其具有20kV-18.2A的初级电路和410V-887A的次级电路，或三个相同的单相变压器10，或任何其他系统。优选地，在将其置于操作中之前，提供用于根据局部的MV/LV使用条件、装置I的位置等现场调节和调整变压比(多个变压比)的装置，例如传统断电抽头变换器。
[0022]为了允许对电压进行调节同时限制成本，本发明使用调节变压器单元，特别是有与每个主变压器10相关联的第二调节变压器20。第二调节变压器20-尺寸小于主变压器10但其可以是相同种类的-可安装在相同的油储罐3中。第二调节变压器20配备有使得它能够与主变压器10相连或不相连的抽头。有利地，调节变压器20包括使得能够在电压上变化~%和2.N%的三个抽头22、24、26(即，特别地，对于上面介绍的其中N%= 2.5%的情况，500V-22.2A 和 lkV-43.3A 的抽头)。
[0023]然而，本发明不使用“升压”变压器作为变压器的原理，而是作为电流互感器。事实上，如在CN 20158428中介绍的，如果抽头变换是在油中通过复杂的设备或经由半导体执行的，添加简单的升压变压器没有解决执行复杂性的问题。
[0024]就其本身而言，本发明依赖于使用经过验证的抽头开关系统30，设备的低压开关自身位于空气中而没有浸没在储罐3中:由此，考虑到已知很长时间的浸没变压器10、20是所关心的，在储罐3内的油不会被污染并且执行的参数是容易实现的。另外，因为开关部件30可以直接从外部接触到，维护是容易的。
[0025]由此，根据本发明，第二变压器20与主变压器10相关联，所述第二变压器20获得次级电路的电压，处理它，并将其串联地注入主电压以便调节所述主电压。初级MV电压的这种调节自动地带来了 LV电压的修正。
[0026]开关装置30仅观察在调节变压器20中流动的电流，而不是在整个网络中流动的电流。因此，优选地，开关装置30是市售的机电接触器，并且对于例如控制马达是常用的，其成本是低的并且性能水平是可预测的，并且其还提供了将用于三个相位的开关装置在同一设备中组合到一起的优点。
[0027]在图2所示的实施例中，对于各相位U、V、W，主变压器单元的初级绕组和调节变压器单元的次级绕组串联地放置在MV网络上，各主变压器10的次级绕组的对应于LV网络的相位。调节变压器单元的初级绕组就其而言包括几个抽头22、24、26，所述抽头可以或者连接到LV网络上的主变压器单元的相应绕组，或者未连接到所述绕组。由此，取决于抽头22、24、26，电流流过调节变压器20的初级绕组的全部或部分，因而容纳在储罐3中的所述组10、20的变压比被修改，由此修改次级LV网络的电压(从该LV电压是通过发电机6施加的假设开始)。
[0028]为了将调节变压器20的初级绕组的抽头22、24