晶闸管分级电压调节器方案设计第二版20160901.doc

晶闸管分级电压调节器整体方案设计 目 录 1 应用背景 1 2 装置工作原理分析 3 2.1 基本原理 3 2.2 取能点在负载侧工作原理分析 4 2.3 取能点在电源侧工作原理分析 6 2.4 小结 7 3 技术指标 7 4 方案设计 9 4.1 一次设计 9 4.2 二次设计 13 版本记录3.13 黄 杰 Ver1.0 创 建 2016.4.4 龙云波er1.1 增加内容杰er1.2 2016.8.2 龙云波 Ver2.0 应用背景 近年来，随着县域经济发展和城镇化水平不断提高，尤其是社会主义新农村建设和“家电下乡”等惠农政策的出台，加之农村地区加工业的蓬勃发展，致使农村地区电力供需平衡偏紧，以至于在用电高峰时段，部分地区的用户端电压偏低，给农户的日常生产和生活带来了极大的困扰，造成了严重制约当地农村社会经济发展的低电压问题。而根据国网公司相关部门的统计，在国网公司经营区内农村的低电压用户共有847.6万户，占到农村总用户数的3.75%，由此可见低电压问题已具有一定的普遍性，需要供电部门予以重视，并通过有效的技术手段予以解决。 目前，面都低电压问题供电电源低电压问题集中的地区新建变电站供电电源，有效减小，从根本上解决的低电压问题但是建设资金投入巨大，建设周期较长，且由于低电压问题供电线路末端用户较为分散，变电站的供电容量难以得到充分利用因此该方式虽能从根本上低电压问题，但大，见效慢，经济性差。 利用将供电线路更换为截面积更大的导线可减供电线路的阻抗，从而降低供电线路所带来的电压降落，也可根本上解决供电用户的低电压问题。但是由于配电复杂，供电线路众多，故更换线路资金投入巨大，建设周期，较差。 通过对上级供电变压器的分接头进行调节可以在不增加设备的情况下线路电源端的电压，对供电末端用户低电压问题的治理但由于变压器分接头可调节范围，对由供电线路过长线路压降过大的低电压问题欠佳。 通过并联补偿装置可在不影响的情况下，无功电流的注入，减小供电线路的阻抗线路上的电压降落，进而达到对供电用户低电压问题治理。并联装置采用电力电子开关的设备，则的补偿精度高，响应快但是由于补偿受线路自身阻抗的制约，且在部分工况下会增大线路的无功功率，对低电压问题的治理效果；此外，对于采用电力电子开关的设备由于的限制，应用于高压配电系统时，势必将增加成本及技术实施的复杂性补线路 利用可控串补线路的等效阻抗，线路，也能达到提高线路末端用户电压的目的且由于采用电力电子技术，具有补偿精度高，响应速度快的特点。，该方式同样受到电力电子器件的制约，应用于高压配电系统时，势必将增加成本及技术实施的复杂性难以高电压系统中推广。优缺点比较治理措施 优 点 缺点 增加供电电源 根本解决低电压问题 投资大、见效慢、经济性差（电源负载率低） 更换供电线路线缆 根本解决低电压问题 投资大、见效慢、经济性差（线路日常传输功率低） 调节变压器分接头 基本不用新增设备 人工调节相应速度慢，电压调节范围有限 采用无功补偿装置 并联补偿，不影响线路正常运行，补偿响应快 补偿效果受线路阻抗影响，增加线路输送的无功功率，受器件技术限制 响应速度快，补偿精度高 受电力电子器件限制，难以用于高电压配电系统，且设备成本较高 不受耐压限制，经济性好，补偿精度略差 晶闸管分级电压调节器通过的取能变压器将补偿装置的工作电压降至低压侧通过晶闸管控制分接头的投切，保证精度的前提下了对负载电压的分级补偿，电力电子器件的限制问题，了的动态响应性能，降低了装置的制造成本此外装置通过串联变压器直接输出电压实现负载电压的补偿，其补偿方式更为直接，效果也并联无功补偿更加明显上述使其它低电压治理方式相比，更加广阔的应用前景。分析 系统可靠性负荷质量。变压器 图1晶闸管分级电压调节器主电路 当供电线路电压Usys发生电压降落时，并联取能变压器T1晶闸管控制变压器Ucom，经过串联接入T2叠加到欠压相上，使负荷侧电压Uload保持稳定，确保负荷安全运行。为简化分析，在下面的原理分析中如下和简化： ）和串联变压器2均为理想变压器其不会在串联线路中产生电压降落，也不会在电压变换中产生功率损耗，即并联取能变压器原边系统吸收的等于串联变压器线路向系统注入的补偿功率。 2）的负载为恒阻抗负载即在整个分析过程中可将其简化为阻值恒定的阻抗。，图1的分级电压调节器主电路可以看出，原边的取能点可以在负载侧，也可以在侧，这也装置的工作状态略有不同，对这两种状态分别进行分析。在负载侧工作原理分析 并联取能变压器原边的取能点在负载侧时，时的工作电路2所示。 2 晶闸管分级电压调节器工作原理简图（取能）图2所示的电路图，可以得到Us、UL、晶闸管分级电压调节器补偿Ucom和负载电压Uload之间的关系 （