基于电力电子器件的10kV有载调压变压器及其调控方法与流程

技术特征：
1.一种基于电力电子器件的10kv有载调压变压器，包括：设置在变压器原边的调压单元，调压单元对应连接在每相调压绕组上，调压单元的结构相同；所述调压绕组包括第一绕组和第二绕组，所述调压单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，所述第一绕组的一端作为输入，第一绕组的另一端与第二开关的一端相连，第一开关的一端连接在第一绕组的中部，第二绕组的一端作为输出，第二绕组的另一端与第三开关的一端相连，第四开关一端连接在第二绕组的中部，第一开关的另一端与第四开关的另一端连接在一起，第二开关的另一端、第三开关的另一端连接在一起；其特征在于，所述调压单元还包括第五开关、过渡电阻、压敏电阻、常闭开关，所述第五开关与过渡电阻并联后短接在第一开关、第四开关间电极点与第二开关、第三开关间电极点之间；所述压敏电阻与常闭开关并联后短接在第一绕组的另一端与第二绕组的另一端之间。2.根据权利要求1所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器，其特征在于，每相所述调压单元可根据需要选择设置的数量。3.一种如权利要求1所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将稳态时调压单元中各开关可能的导通状态分为变压器副边电压依次升高的导通状态一、导通状态二、导通状态三；步骤2、将调控程序分为“启动层”、“顶层”、“中间层”、“底层”和“停机层”；“启动层”主要负责变压器带电后，常闭开关导通转变为各开关导通过程的调控、“顶层”主要根据当前的电压幅值给出是否需要“升压”或者“降压”的指示、“中间层”主要根据“顶层”给出的“升压”或者“降压”指示以及当前状态分配下一状态、“底层”则根据中间层的状态分配结果执行相应的调控步骤、“停机层”则根据是否有停机命令执行相应的停机调控步骤；步骤3、变压器高压侧合闸后变压器带电，控制系统得电后首先判断是否有启动命令，若无启动命令则等待启动命令的到来，若有启动命令则控制系统触发导通状态一，同时将前状态和下一状态标志位均设置为导通状态一，延时后控制系统发送常闭开关断开命令；步骤4、“顶层”程序根据当前的电压幅值给出是否需要“升压”或者“降压”指示，在当前电压低于设定值时给出“升压”指示，在当前电压高于设定值时给出“降压”指示，当前电压在设定值以内时则不给出“升压”或者“降压”指示；步骤5、若无“升压”或者“降压”指示，则程序跳转至“是否有停机命令”判断程序，若有“升压”或者“降压”指示，则中间层根据“升压”或者“降压”指示以及当前的状态分配下一状态；步骤6、“底层”根据中间层的状态分配结果执行相应的调控步骤；若当前状态和下一状态标志位相同，无需执行调控步骤，该部分子程序结束；若当前状态和下一状态标志位不同，则根据状态变更需求执行相应的调控过程；步骤7、“底层”子程序结束后进入到“停机层”子程序。4.根据权利要求3所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征在于，步骤1中所述导通状态一为第二开关和第三开关导通；所述导通状态二为第一开关和第三开关导通；所述导通状态三为第一开关和第四开关导通。5.根据权利要求3所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征
在于，步骤4中的设定值为额定值的2.5%。6.根据权利要求3所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征在于，步骤5具体包括：若是“升压”指示并且当前状态为导通状态二，则将下一状态标志位设置为导通状态三，该部分子程序结束，若是“升压”指示并且当前状态为导通状态一，则将下一状态标志位设置为导通状态二，该部分子程序结束，若是“升压”指示并且当前状态即非导通状态一，也非导通状态二，则说明当前状态为导通状态三，则不对下一状态标志位做修改，该部分子程序结束；若是“降压”指示并且当前状态为导通状态二，则将下一状态标志位设置为导通状态一，该部分子程序结束；若是“降压”指示并且当前状态为导通状态三，则将下一状态标志位设置为导通状态二，该部分子程序结束，若是“降压”指示并且当前状态即非导通状态二，也非导通状态三，则说明当前状态为导通状态一，则不对下一状态标志位做修改，该部分子程序结束。7.根据权利要求3所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征在于，步骤6具体包括：若当前状态为导通状态一并且下一状态为导通状态二，则首先开启第一开关触发脉冲同时关闭第二开关触发脉冲，再延时后开启第五开关触发脉冲，此时状态切换至导通状态二，最后将当前状态设置为导通状态二，该部分子程序结束；若当前状态为导通状态二并且下一状态为导通状态三，则首先关闭第五开关触发脉冲并延时，然后再开启第四开关触发脉冲同时关闭第三开关触发脉冲，最后等待设定时间段，保证该时间段内第三开关电流过零后关断，此时状态切换至导通状态三，最后将当前状态设置为导通状态三，该部分子程序结束；若当前状态为导通状态三并且下一状态为导通状态二，则首先开启第三开关触发脉冲同时关闭第四开关触发脉冲，再延时后开启第五开关触发脉冲，此时状态切换至导通状态二，最后将当前状态设置为导通状态二，该部分子程序结束；若当前状态为导通状态二并且下一状态为导通状态一，则首先关闭第五开关触发脉冲并延时，然后再开启第二开关触发脉冲同时关闭第一开关触发脉冲，最后等待设定时间段，保证该时间段内第一开关电流过零后关断，此时状态切换至导通状态一，最后将当前状态设置为导通状态一，该部分子程序结束。8.根据权利要求3所述的基于电力电子器件的10kv有载调压变压器调控方法，其特征在于，步骤7具体包括：首先判断是否有停机命令；若无停机命令则跳转至“顶层”程序，继续判断是否需要升压或降压，若有停机命令并且当前状态和下一状态是否均为导通状态二，则将下一状态标志设置为导通状态一；若有停机命令并且当前状态和下一状态是否均为导通状态三，则将下一状态标志设置为导通状态二；若上述两种情况均不满足则不对下一状态标志位做修改；然后判断当前状态和下一状态标志位是否均为导通状态一，若不成立，则根据状态变更需求执行相应的调控流程，执行完毕后跳转至当前状态和下一状态是否均为导通状态二判断程序入口，该部分程序的作用是在停机前不断将系统调整至停机所需的状态导通状态一，若成立，说明当前系统位于导
通状态一状态，符合停机对状态的要求，则控制系统发送常闭开关闭合指令，延时，保证常闭开关闭合后再关闭第二开关和第三开关触发脉冲，完成停机流程。

技术总结
本发明公开了变压器领域内的一种基于电力电子器件的10kV有载调压变压器，调压单元对应连接在原边每相调压绕组上，调压单元的结构相同，均包含四个电力电子开关，每个电力电子开关由两只反并联晶闸管构成，每只所述电力电子开关的一端与变压器的调压绕组相连，另外一端则直接并接在一起；调压单元还包括第五开关、过渡电阻、压敏电阻、常闭开关，第五开关与过渡电阻并联后短接在第一开关、第四开关间电极点与第二开关、第三开关间电极点之间；压敏电阻与常闭开关并联后短接在第一绕组的另一端与第二绕组的另一端之间，本发明解决了常见电压等级晶闸管在10kV有载调压变压器应用中的过压保护问题以及有载调压过程中调压绕组间可能出现的短路问题。间可能出现的短路问题。间可能出现的短路问题。


技术研发人员：杨树德 曾梓康 蔡长虹 高雄鹰 周鑫
受保护的技术使用者：扬州华鼎电器有限公司
技术研发日：2021.09.13
技术公布日：2021/12/2