专利名称：子母式低压配电节能装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种城乡低压电网的变压器容量的节能配置装置与方法o背景技术我国城乡电网的配电变压器的额定容量，基本上是按供电区 域用电时最大的容量配置，而实际用电存在着季节性用电峰谷和 昼夜性用电峰谷，因此每个配电台区的变压器容量都存在着除用 电高峰期以外其余时期过剩的问题，有较大的空载损耗，既浪费电力资源又增加用户经济负担。为此，曾有人采用过子母变压器， 用电高峰时用大容量变压器，用电低谷时手动切换到小容量变压器，这样的子母变压器配置造成电网运行的停顿，换接线麻烦， 安装维修不便。河南尉氏供电局南曹变电站采用两台容量不同的 变压器，当负载增加到一台变压器容量不够用时，便并列^第 二台变压器，进行并列运行，这种并列运行对变压器的种类、接 线、开关档位的同一、负载率等都有严^"求，否则绕组内会产 生环流，轻则影响变压器容量的合理利用，重则烧坏变压器。经 检索和市场调查，尚未发现其它有关子母式变压器节能装置应用 实例和相关资料的公开报道。发明内容本发明的目的是针对现有技术的上述不足，设计出一种成本 低、能根据负载电流大小自动切换子母变压器的、不需临时换接 线的、安装维修方便、对负载进行隔离运行、不会产生环流、无 环流损害、负荷分配更精细、节能显著的子母式低压配电节能装 置及方法。
本发明的目的可以通过如下措施实现它包含有变压器、开 关与连接线，高压隔离开关连接二或三只高压真空接触器，变压 器的进线端与出线端分别连接高压真空接触器与低压隔离开关， 高压真空接触器、变压器和低压隔离开关三者的只数相等，低压 隔离开关通过低压分配开关经负载电流采样互感器与负载连接， 寸^隔离开关和4^&分配开关将多路负载按需隔离断开，智能控 制系统的Fi、 F2或R、 F2、 F3端口分别接高压真空接触器L、 J2 或L、 J2、 J3的F口，智能控制系统的L广U、 K广K6端口分别接^f氐 压开关QF「QF6对应数量的L 口和K 口，智能控制系统的L-Ii。端口分别有两条连线与对应数量的负载电流采样互感器的 TA广TAs连接。所说的低压隔离开关和低压分配开关采用永磁继电开关；变压器与低压隔离开关之间连接有与前两者只数相等的 无功补偿器。本子母式低压配电节能方法，采取如下几方面的技 术方案 '(1) 选配二或三台容量不等的变压器，选两台时，其中的 大容量变压器的容量为供电区域最大负荷的2/3值，并允许在该 值的±50%范围内选择，小容量变压器的容量为供电区域最大负 荷的l/3值，也允许在该值的±50%范围内选择；选三台的再在 上两台容量值的中间值选加一 台；(2) 在变压器的进线端与出线端分别连接高压真空接触器 和低压隔离开关，且三者的只数相等；(3) 低压隔离开关通过低压分配开关经负栽电流采样互感 器与负载连接；(4) 低压分配开关和低压隔离开关将多路(至少三路)按 需断开隔离，使负载进行隔离运行。(5 )低压隔离开关和低压分配开关选用永磁继电开关； (6)变压器与低压隔离开关之间连接有只数与前两者相等 (7 )负载电流采样互感器或釆样模块TA广TAs接智能控制系 统的I广Iu)端口，智能控制系统的F「R或F广F3端口对应接高压真空接触器J「L或J广L的F 口，它的1「16端口、 K「K6端口分别接低压开关QF「QFe对应的L 口和K 口 ；(8)经编程制作的芯片置于智能控制系统内，收集与分析 来自互感器的采样电流信息，对高压真空接触器、低压隔离开关、 低压分配开关进行实时自动分合控制。本装置相比现有技术具有显著减少空载损耗、环流损害、不 需临时接线、安装维修方便等优点。
图1为本发明中用两台变压器的节能装置示意图。 图2为本发明中用三台变压器的节能装置示意图。 图3为带无功补偿器的用三台变压器的节能装置示意图。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例并参照附图予以进一步详述 一个 供电区域用电的J^谷差大，负荷率低，尤宜用子母式变压器进行 配电。特别是容量大的变压器，如不能进行容量调整，空载损耗 更严重。设定用两台变压器4配电的，则依据该供电区域最大负 荷的2/3值作大容量变压器，且允许在该值的上下增减50%范围 内选定，1/3值作小容量变压器，且允许在该值的±50%范围内 选定。用三台变压器4配电的，则在前两台的基础上再配一只容 量居中的中等容量变压器即可。如一个最大负荷8为500KVA的 供电区域，配两台变压器的，容量分别为315KVA和200KVA (或 160KVA)各一台。配三台的，再增加一台容量为250KVA的变压 器即可。配两台的省成本，设置与编程方便，^fr度稍差，节 能效果稍次于三台的。
负载电流采样互感器7是在每条负栽线路上各设一个，为智 能控制系统2提供负载电流信息，为高、低压开关3、 5、 6的自 动分合作依据。智能控制系统2中的芯片编程，另行申报计算机 软件保护，在此不再叙述。低压开关5和6选用永磁继电开关， 这有两个好处， 一是节电，二是快速通断，最小通断时间小于 20ms，永磁继电开关可市售或以设定参数自制。为进一步节电， 每台变压器4都可连接有无功##器9，进行无功##。
参照图1，是用两台变压器4(L、 TJ进行配电，假设最大 负荷8为500KVA，变压器L容量为315KVA， T^为200KVA，在用 电高峰期高低压开关3、 5进行L、 T2同时供电合上，分配开关 组6根据实际负载情况，断开其中一只开关，使负载分割成两部 分，分别由两只变压器L、 L供电，根本上解决了变压器并列运 行中的环流现象。到用电低谷时，负荷为170KVA,则变压器L 的高压真空接触器(即高压开关)L和低压隔离开关QFi断开， 只启用容量为200KVA的变压器T2，其两端的高、低压开关J2、 QF2合闸运作，低压分配开关组6中所有开关均合上，则所有负
载全部接到T2的低压侧，由T2单独供电运行，降低了传统供电
方案中由大变压器供电的电能损耗。如果用三台变压器4 (l、 T2、 T3)配电，如图2所示，则再在原两台变压器的基础上增加 一台容量为250KVA的变压器T3，若负荷处于平常值即260KVA 时，只需开启一^变压器T3即可，高、4氐压开关3、 5'、 6也作 前勤目应的分合调整，而这些调整均由智能控制系统2来掌控。 无功##器9既可单独自动控制，也可归入智能控制系统2 —併 掌控。上述各部件可"箱(拒)体内制成配电箱的型式。
需重点说明的是二或三只低压隔离开关5和低压分配开关6 通过智能控制系统来按需控制各路负载的通断，无论采用 一只或 两只变压器4，都不会造成配电的并列运行，避免了变压器并列
运行的环流损害。 一般讲有两路负载的，就可进行负载的分配, 但这是粗放式分配，至少三路负载的，更可精细合理分配。
权利要求
1、 一种子母式低压配电节能装置，包含有变压器、开关与 连接线，其特征是高压隔离开关(1)连接二或三只高压真空接触器(3)，变压器(4)的进线端与出线端分别连接高压真空接 触器(3)与低压隔离开关(5)，高压真空接触器(3)、变压器 (4)和低压隔离开关(5)三者的只数相等，低压隔离开关(5) 通过^^分配开关(6 )经负载电流采样互感器或采样模块(7 ) 与负载(8)连接，智能控制系统(2)的R、 F2或R、 F2、 &端 口分别接高压真空接触器(3) L、 J2或L、 J2、 J3的F口，智能控制系统(2 )的L广U 、 K广K6端口分别接低压开关(5 、 6 ) QF「QR 对应数量的L 口和K 口，智能控制系统(2)的IHU。端口分别 有两条连线与对应数量的负载电流采样互感器(7)的TA广TAs 连接。
2、 如权利要求1所述的子母式低压配电节能装置，其特征 是所说的低压隔离开关(5 )和低压分配开关(6 )采用永磁继电 开关。
3、 如权利要求1所述的子母式低压配电节能装置，其特征 是变压器(4 )与低压隔离开关(5 )之间连接有与前两者只数相 等的无功补偿器(9 )。
4、 一种子母式低压配电节能方法，其特征是采取如下几方 面的技术方案(1)选配二或三台容量不等的变压器(4)，选两台时，其 中的大容量变压器的容量为供电区域最大负荷的2/3值，小容量 变压器的容量为供电区域最大负荷的1/3值，并都允许在各自值 的± 50%范围内选择，选三台的再在上两台容量值的中间值选加一台；(2 )在变压器(4 )的进线端与出线端分别连接高压真空接 触器(3)和低压隔离开关(5)，且三者的只数相等；(3) 低压隔离开关(5)通过低压分配开关(6)经负载电 流采样互感器(7)与负载(8)连接；(4) 低压隔离开关(5)和低压分配开关(6)将多路负载 (8)按需分割，对负载进行隔离运行；(5) 低压隔离开关(5)和低压分配开关(6)以选用永磁 继电开关优选；(6) 变压器(4)与低压隔离开关(5)之间连接有只数与 前两者相等的无功补偿器(9 );(7) 负载电流采样互感器或采样模块(7) TA「TAs接智能 控制系统(2 )的I广L。端口 ，智能控制系统(2 ) F广F2或的F广R 端口对应接高压真空接触器J广J2或J「J3的F 口，它(2)的1「16 端口 、 K广〖6端口分别接低压开关(5、 6 ) QF广QF6对应的L 口和K口；(8) 经编程制作的芯片置于智能控制系统(2)内，收集与 分析来自互感器(7 )的采样电流信息，对高压真空接触器(3 )、 低压隔离开关(5 )、低压分配开关(6 )进行实时自动分合控制。
全文摘要
一种子母式低压配电节能装置和方法，二或三台容量不等的变压器(4)两端分别连接高、低压开关(3、5)，低压分配开关(6)经负载电流采样互感器(7)与负载(8)连接，互感器(7)将负载采样电流信息传给智能控制系统(2)，后者经分析，实时自动掌控着所有高、低压开关的分合，以达到通断部分变压器4及相应开关，实现节能自动配电和负载(8)隔离运行的目的。本发明应用于城乡低压电网的供电区域配电，尤适于在用电峰谷差大、负荷率低的供电区域配电，具有显著减少空载损耗、不会造成环流损害、节能、不需临时换接线、安装维修方便等优点。
文档编号H02J3/00GK101145690SQ20071007049
公开日2008年3月19日 申请日期2007年8月4日 优先权日2007年8月4日
发明者李乾伟 申请人:李乾伟