一种自由调级式单芯移相变压器的制作方法

本发明涉及电力电网，尤其涉及一种自由调级式单芯移相变压器。

背景技术：

1、单芯对称型移相变压器是一种传统的潮流控制设备，通过有载调压开关对调压绕组抽头的切换，使其将可调的串联补偿电压注入线路中，改变线路电压的有效值和相位，从而实现对系统潮流的控制，实现精准而灵活的潮流与电压调控。

2、目前，现有技术常用的单芯型移相变压器只能在保持线路电压幅值不变的情况下调节线路电压相位，或线路电压幅值和相位同时改变，所以存在的问题是不能独立调节线路电压的相位和幅值，也无法独立调节有功潮流和无功潮流，功能单一；还有移相变压器采用机械有载分接开关逐级调节实现级位变换，该移相变压器存在的问题是抽头数多，调节精度和速度低，无法满足新型电力系统对潮流控制的需求；还有一种单芯独立型移相变压器，根据调节电压的相位进行挡位划分，每个挡位之间改变的相位相同，故每个挡位之间调压绕组所对应的匝数不同，虽然可以使调节电压的相位基本达到要求，但是调节电压幅值的精确度却不能保证。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种自由调级式单芯移相变压器，实现独立调节线路电压的相位和幅值，提高电力系统对潮流控制的准确度。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种自由调级式单芯移相变压器，包括：中心励磁绕组、若干源侧调压绕组、若干负载侧调压绕组和若干混合式快速开关组；所述若干混合式快速开关组包括：第一混合式快速开关组、第二混合式快速开关组、第三混合式快速开关组、第四混合式快速开关组、第五混合式快速开关组和第六混合式快速开关组；

3、所述若干源侧调压绕组包括：a相源侧调压绕组、b相源侧调压绕组和c相源侧调压绕组；所述a相源侧调压绕组与第一混合式快速开关组电连接；所述第一混合式快速开关组与a相输入端电连接；b相源侧调压绕组与第二混合式快速开关组电连接；所述第二混合式快速开关组与b相输入端电连接；c相源侧调压绕组与第三混合式快速开关组电连接；所述第三混合式快速开关组与c相输入端电连接；

4、所述若干负载侧调压绕组包括：a相负载侧调压绕组、b相负载侧调压绕组和c相负载侧调压绕组；所述a相负载侧调压绕组与第四混合式快速开关组电连接；所述第四混合式快速开关组与a相输出端电连接；b相负载侧调压绕组与第五混合式快速开关组电连接；所述第五混合式快速开关组与b相输出端电连接；c相负载侧调压绕组与第六混合式快速开关组电连接；所述第六混合式快速开关组与c相输出端电连接；

5、所述a相源侧调压绕组和a相若干组负载侧调压绕组分别与中心励磁绕组的第一输入端点电连接；所述b相源侧调压绕组和b相若干组负载侧调压绕组分别与中心励磁绕组的第二输入端点电连接；所述c相源侧调压绕组和c相若干组负载侧调压绕组分别与中心励磁绕组的第三输入端点电连接；

6、所述自由调级式单芯移相变压器可执行以下步骤：

7、基于所述中心励磁绕组，获取所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组对应的补偿电压幅值；

8、基于所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组的补偿电压幅值，对所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组进行电压等级划分，得到各所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级；

9、基于所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级，分别确定若干混合式快速开关组的导通方式；

10、基于若干混合式快速开关组的导通方式，分别确定不同电压等级若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的接入方式，以对线路补偿电压进行调节。

11、进一步的，所述中心励磁绕组，包括：第一励磁绕组、第二励磁绕组和第三励磁绕组；所述第一励磁绕组的第一端与第三励磁绕组的第二端电连接形成第一输入端点；所述第一励磁绕组的第二端与所述第二励磁绕组的第一端电连接形成第二输入端点；所述第二励磁绕组的第二端与所述第三励磁绕组的第一端电连接形成第三输入端点；

12、所述第一励磁绕组与所述c相源侧调压绕组和c相负载侧调压绕组同芯；所述第二励磁绕组与所述a相源侧调压绕组和a相负载侧调压绕组同芯；所述第三励磁绕组与所述b相源侧调压绕组和b相负载侧调压绕组同芯。

13、进一步的，基于所述中心励磁绕组，获取所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组对应的补偿电压幅值，包括：

14、基于第一励磁绕组，获取所述c相源侧调压绕组和所述c相负载侧调压绕组对应的补偿电压幅值；

15、基于第二励磁绕组，获取所述a相源侧调压绕组和所述a相负载侧调压绕组对应的补偿电压幅值；

16、基于第三励磁绕组，获取所述b相源侧调压绕组和所述b相负载侧调压绕组对应的补偿电压幅值。

17、进一步的，基于所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组的补偿电压幅值，对所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组进行电压等级划分，得到各所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级，包括：

18、基于所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组的补偿电压幅值，通过预设电压级别对应的匝数分别对所述若干源侧调压绕组和所述若干负载侧调压绕组匝数进行匝数配置，得到各所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级；其中，各所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级比等于匝数比。

19、进一步的，各所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级包括：整数级别和小数级别；

20、所述小数级别由若干档位组成，每个档位还对应若干小数级电压等级；

21、总电压等级由所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的总整数级别与总小数级别之和组成。

22、进一步的，所述若干混合式快速开关组分别由若干个混合式快速开关电连接组成；

23、所述混合式快速开关包括：可变电阻支路和反并联晶闸管支路；每个可变电阻支路和反并联晶闸管支路都设置有机械开关；所述的机械开关用于电流换路；

24、所述可变电阻支路包括：第一电阻档位、第二电阻档位和第三电阻档位；所述第一电阻档位用于稳定运行状态；所述第二电阻档位用于限流；所述第三电阻档位用于保护电路。

25、进一步的，基于所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级，分别确定若干混合式快速开关组的导通方式，包括：

26、基于所述若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的电压等级，确定各源侧调压绕组和各负载侧调压绕组对应的抽头数；其中，每个抽头与若干个混合式快速开关电连接，所述抽头用于各控制混合式快速开关的导通转换；

27、基于各源侧调压绕组和各负载侧调压绕组对应的抽头数，确定各混合式快速开关的导通情况；

28、根据各混合式快速开关的导通情况，确定若干混合式快速开关组的导通方式。

29、进一步的，每个电压等级源侧调压绕组和负载侧调压绕组的抽头数均为2个，每个源侧调压绕组总抽头数为对应源侧调压绕组总整数级别与对应源侧调压绕组总小数级别之和的2倍；每个负载侧调压绕组总抽头数为对应负载侧调压绕组总整数级别与对应负载侧调压绕组总小数级别之和的2倍。

30、进一步的，所述根据各混合式快速开关的导通情况，确定若干混合式快速开关组的导通方式，具体包括以下步骤：

31、将初始混合式快速开关的可变电阻调至第一电阻档位，并闭合初始混合式快速开关反并联晶闸管支路的机械开关；

32、将目标混合式快速开关的可变电阻调至第二电阻挡位，并闭合目标混合式快速开关的可变电阻支路的机械开关；

33、打开初始混合式快速开关的可变电阻支路的机械开关和初始混合式快速开关反并联晶闸管支路的机械开关；

34、将目标混合式快速开关的可变电阻调至第三电阻挡位，实现若干组混合式快速开关的导通转换，得到若干组混合式快速开关的导通方式。

35、进一步的，基于若干混合式快速开关组的导通方式，分别确定不同电压等级若干源侧调压绕组和若干负载侧调压绕组的接入方式，以对线路补偿电压进行调节，包括：

36、所述源侧调压绕组和负载侧调压绕组的接入方式包括：正向接入、反向接入和旁路接入；

37、基于若干组混合式快速开关的导通方式，将不同电压等级源侧调压绕组和负载侧调压绕组的接入方式切换为正向接入、反向接入或旁路接入，分别得到对应的正向补偿电压、反向补偿电压或零补偿电压；

38、基于不同电压等级源侧调压绕组和负载侧调压绕组对应的补偿电压，将线路的初始电压与源侧调压绕组对应的补偿电压作和，得到励磁绕组的输入电压；将所述励磁绕组的输入电压与负载侧调压绕组对应的补偿电压作和，得到输电线路补偿电压。

39、进一步的，包括：rc缓冲电路；

40、所述rc缓冲电路的第一端与所述若干混合式快速开关组电连接；

41、所述rc缓冲电路用于缓冲由开路引起的电压冲击。

42、有益效果：

43、(1)通过实现源侧和负载侧调压绕组独立调节线路电压的幅值和相位，在调节电压幅值不变的情况下，提供更多的调节相位，从而灵活调节线路的有功潮流和无功潮流，调节功能多样化，有着更高的灵活性和可靠性，进一步提高电力系统对潮流控制的准确度；

44、(2)通过对调压绕组进行级别划分，通过不同级别的相互组合来达到调节范围内的各个电压级，可以大量减少抽头数，提高装置可靠性；

45、(3)采用用于续流的反并联晶闸管支路，使得机械开关易拉开和闭合，并且在换挡过程中有着更好的连续性；

46、(4)采用可变电阻第三电阻档位有效避免短路电流冲击，采用rc缓冲电路来有效避免开路电压冲击，提高自由调级式单芯移相变压器的安全性。