[发明专利]基于无功平衡法的并列变压器的分接开关控制

说明书

技术领域

本发明涉及变电站内多台并列运行的变压器的有载分接开关的自动控制方法及其装置。本发明以平衡并列变压器之间的无功功率流为目的，在6台及以内的变压器并列运行、相同或者不同卷数的变压器并列运行、相同或者不同容量的变压器并列运行等场合都能得到良好应用。 

背景技术

电力系统中，电能质量包含电能的频率、电压和谐波等指标。电力系统中的运行方式多种多样，每个结点的电压都不尽相同，每个用户对电压的要求也不一样。近年来，为了满足复杂的电力系统对电能质量的要求，有载调压技术作为调节电力系统电压的主要手段之一，因其显著的优点而被广泛应用。 

有载调压是通过对有载调压变压器的分接开关进行控制，改变分接开关抽头位置实现的。可以说有载调压技术的即是对有载分接开关的控制技术。依靠有载分接开关的及时准确的动作，可以减少和避免电压大幅度波动，还可以调节电力系统中的负荷潮流，保证电力系统的安全可靠运行增加电网调度的灵活性。除此之外，在有载调压变压器并列运行时，如果合理地使用有载分接开关控制技术，还能增大并列变压器的供电容量、降低变压器的损耗、提高电能传输效率等。 

随着电网无功电源的建设完善，以及有载分接开关自身寿命的提高，有载调压技术的应用已经日趋广泛。电力系统的快速发展，使得变压器的并列运行也成为较为普遍的现象。不同型号的变压器之间的并列、不同容量变压器之间的并列、有载分接开关总档位不等的变压器之间的并列、甚至输入电源不同的变压器之间的并列，都成为很普遍的情况。 

而目前国内针对并列变压器的有载分接开关控制技术还非常落后。主要 存在以下问题： 

1、大多数有载分接开关的控制采用手动控制方法。这种方法人工工作量大，无法及时处理电压越限问题，在变压器器并列运行时，还会造成手动调压时出现较长时间的暂态环流，使电能质量变差。 

2、采用自动控制技术的，其控制原理也较为落后。对于单台变压器，国内有载分接开关的控制仅考虑电压的越限问题，未对线损补偿、逆功率等问题作出考虑。对于两台及以上并列的变压器，多数控制器还是采用主从原理或跟踪原理，仅简单的考虑把几台变压器之间的档位保持在一致的档位，而忽略了并列变压器之间因各种原因造成的环流、无功不平衡等关键内容，继而无法良好适用于如不同型号变压器并列、不同容量变压器并列、分接开关抽头不匹配的变压器并列、以及不同输入电源的变压器并列的场合。 

3、有载分接控制装置往往和有载分接开关本身是不同厂家生产的。有载分接开关的控制特性往往有一些特殊的要求和标准。国内大多数控制器可以满足此类要求，但缺乏灵活变化，对于因应用场合要求有载分接开关有特殊动作要求的场合，此类控制装置将难以适应。 

发明内容

在国内的变电站中，两台或以上变压器并列运行时，对有载分接开关的控制基本还是采用手动控制方式，少数变电站采用简单逻辑的自动控制方式的。手动控制方式的缺点是响应时间长、人员劳动量大，具有简单逻辑的自动控制方式虽然能够克服手动控制方式的缺点，但却不能针对并列运行的变压器为其有载分接开关采取最优的控制策略，这通常使得采用此类控制方式运行的变电站的供电容量受到损失、经济性不能达到最优，变压器的损耗也无法降到最低、其寿命也受到影响。 

本发明设计出一种新型的有载分接开关控制方法，该方法弥补了当前国内有载分接开关控制方法的缺点。变压器并列运行，主要是为了提高变电站输送功率的能力。变电站输送的功率分为有功功率和无功功率两种。在并列的变压器之间，有功功率的分配则与各并列变压器之间的阻抗相关，而 无功功率的分配，则取决于有载分接开关的位置变化。因此，当两台或多台变压器选定后，当它们并列运行时，各自传输的有功功率占总传输有功功率的比重是固定的，而它们各自传输的无功功率占总传输无功功率的比重，则是随着各自有载分接开关的位置变化而发生变化的。理想情况下，并列运行的变压器，其各自有载分接开关的档位应该在“相互匹配的位置”——也就是当有载分接开关在这些位置上时，能使得变电站负荷侧电压达到电能质量合格要求范围只能，又能使得站内变压器输送的无功功率的效率最高(即在变压器上的损耗最小)。本发明就是通过创新的方法，力争达到有载分接开关控制上的这一理想情况。 

以下分两部分介绍本发明的内容：