專利名稱：用于連續(xù)調(diào)整及調(diào)節(jié)變壓器匝數(shù)比的方法與設(shè)備以及裝有這種設(shè)備的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在一定的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)對具有至少一個帶抽頭的調(diào)整繞組的電力變壓器的初級繞組與次級繞組之間的匝數(shù)比進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法與設(shè)備。
在電力供電網(wǎng)中用到了具有各種不同電壓等級的電網(wǎng)部分，這些電網(wǎng)部分一般是通過變壓器耦合在一起的。由于變壓器中至少裝有一個帶抽頭的變壓器繞組，借助于開關(guān)裝置可以選擇這些抽頭，從而可以在一定范圍內(nèi)逐級調(diào)整或調(diào)節(jié)變壓器初級邊電壓與次級邊電壓之間的匝數(shù)比。
根據(jù)所要求的變壓器應(yīng)用情況，在負(fù)載狀態(tài)下通過加載抽頭變換器對匝數(shù)比進(jìn)行一或多級調(diào)整或調(diào)節(jié)，或者在變壓器斷開狀態(tài)下通過抽頭選擇器對匝數(shù)比作一或多級的半永久性調(diào)節(jié)。當(dāng)與電能消耗者相關(guān)聯(lián)的配電站中存在短期及長期性兩者的發(fā)散的負(fù)載位置時(shí)，為了保證電壓等級處在一個固定范圍內(nèi)就必須調(diào)整或調(diào)節(jié)該供電網(wǎng)中變壓器的匝數(shù)比。
從測量和計(jì)算結(jié)果中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在使用現(xiàn)有的變壓器調(diào)整與調(diào)節(jié)設(shè)備的情況下，城市電網(wǎng)的電壓波動約為額定電壓的7％，而效區(qū)電網(wǎng)的電壓波動則約為額定電壓的14％。另外還發(fā)現(xiàn)，所有配電站的平均電壓要比額定電壓高出2％到4％。因而導(dǎo)致變壓器中產(chǎn)生不必要的損耗以及電能消耗裝置的平均消耗過大。
從發(fā)電端到配電端整個線路來看，供電網(wǎng)上的電壓波動是由中壓電網(wǎng)，低壓變壓器和低壓電網(wǎng)的電壓損耗的累計(jì)影響所造成的，在這種連接方式中，中壓變壓器和不能被精確調(diào)節(jié)的電流感應(yīng)系統(tǒng)起著分級調(diào)整的作用。另外，不同加載的電纜相位或分散的能量生成會造成電網(wǎng)上的電壓差異。
本發(fā)明的目的首先是以簡單又便宜的方式提供在前序中所述的那種方法，與已有技術(shù)相比，該方法可以而且在帶載情況下明顯地使供電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)得比現(xiàn)有技術(shù)更快更精確。為此目的，本發(fā)明方法的特征是為了獲得在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)基本上連續(xù)可調(diào)的變壓器匝數(shù)比，在變壓器的交流電壓的一個周期的一部分期間使第一抽頭接通，而在另一部分期間使第二抽頭接通。這樣，在交流電壓的一個周期內(nèi)，兩個抽頭分別工作，電流根據(jù)各抽頭被接通的時(shí)間流過該抽頭。應(yīng)當(dāng)指出，所述接通時(shí)間還可以(實(shí)際上)等于零。
用從這個方法中得到的改進(jìn)的帶載電壓調(diào)整設(shè)備可以精確、快速地調(diào)節(jié)帶有抽頭的變壓器的匝數(shù)比使得供電網(wǎng)中配電站上的電壓接近于額定電壓。因此，與迄今所用的調(diào)節(jié)設(shè)備相比，該變壓器可以在不提高電壓的情況下工作；因而與現(xiàn)有的情況相比可以使平均電壓降低2％到4％。根據(jù)變壓器的空載損耗與電壓的關(guān)系，變壓器的空載損耗將因此降低約5％到9.5％。
降低配電站的電壓可以節(jié)能，根據(jù)在荷蘭供電網(wǎng)中的測量結(jié)果以及根據(jù)EPRI報(bào)告EL-3591題為“The Effeets of Reduced VOltage on the Operation andEfficiency of Eleetric Systems”，Volume 1，Project 1419-1，June 1984，平均電壓降低2％可以節(jié)約電能約1.8％，平均電壓降低4％可以節(jié)能電能約3.6％。因此，可以為其中含有變壓器的的供電網(wǎng)的經(jīng)營者和為電能消費(fèi)者節(jié)約可觀的電能。
另外，還減小了任何時(shí)候電網(wǎng)電壓與額定電壓之間的偏差。
此外，還可能在管理方面以及在中壓電網(wǎng)和低電壓網(wǎng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面為供電公司節(jié)約大量的間接費(fèi)用。
考慮到站內(nèi)的電壓調(diào)整，供電網(wǎng)中的電壓問題可以用加不同負(fù)載的中間電壓相位來解決和管理。
考慮到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由于變壓器可與電網(wǎng)的中壓部分的壓降無關(guān)地進(jìn)行供電，所以中壓電網(wǎng)可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。因此，可在150KV，50KV，25KV和10KV的電壓等級的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
由于電壓降不再是電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范的關(guān)鍵，因此還可以減小電纜的截面面積；只有傳輸容量仍作為設(shè)計(jì)規(guī)范。
與能量反饋相關(guān)地，由于根據(jù)本發(fā)明方法能對電壓進(jìn)行調(diào)整而與電力方向無關(guān)，因此分離變壓器不再需要用于輸送電能和接收電能，這樣就能夠節(jié)能。
最后應(yīng)當(dāng)指出，在變壓器并聯(lián)工作的情況下，無論并聯(lián)工作的變壓器的短路阻抗差異如何，通過電壓調(diào)整可以很好地分配電力。
根據(jù)本發(fā)明方法的第一抽頭第二抽頭之間的切換最好以脈寬調(diào)制進(jìn)行。從而，能較好地補(bǔ)償諧波電壓。所產(chǎn)生的諧波電流和電壓具有頻率(通常為50Hz或60Hz)的奇數(shù)倍的頻率。如果脈寬調(diào)制頻率至少比交流電壓的頻率或被補(bǔ)償?shù)闹C波電壓或電流的頻率高一個數(shù)量級，那么就能得到一個其基波頻率與交流電壓的基本頻率相等的校正電壓或電流。另外，通過改變脈沖寬度，獲得了可以很容易地被調(diào)節(jié)的電壓，電壓值基本與第一抽頭的接通時(shí)間對第二抽頭的接通時(shí)間的比值成正比。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法中的第一抽頭與第二抽頭之間的切換是通過相控方式進(jìn)行的，即接頭在特定的相位角處接通，這種控制方式還被稱之為相位角控制。調(diào)整繞組的電壓隨著相位角的變化而變化。如果采用單向?qū)ㄩ_關(guān)，那么通過在電流通過零瞬間的自然換向來進(jìn)行相位斷開。
本發(fā)明的下一個目的是提供在介紹如何實(shí)現(xiàn)上述目的時(shí)提到的那種設(shè)備。為此目的，所述設(shè)備的特征為多個具有第一端子和第二端子的電子開關(guān)，通過控制信號可以使它們單向?qū)ɑ螂p向?qū)?，電子開關(guān)的第一端子適用于連接到調(diào)整繞組的一抽頭上，其第二端子適用于連接到至少另一個開關(guān)的第一端子或第二端子上；一個用于向這些電子開關(guān)提供控制信號的控制設(shè)備，控制方式是這樣的為使變壓器的匝數(shù)比在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)基本連續(xù)可調(diào)，在變壓器的交流電壓的一個周期內(nèi)的一部分期間使第一抽頭接通，在該交流電壓的該周期的另一部分期間使第二抽頭接通，第一抽頭的接通時(shí)間與第二抽頭的接通時(shí)間的比值取決于輸入到控制設(shè)備中的變壓器匝數(shù)比控制信號的值。這樣一種切換設(shè)備替代一般的機(jī)械操作的帶載抽頭變換器或抽頭選擇器并會使相關(guān)變壓器的操作者能快速、準(zhǔn)確、基本連續(xù)地調(diào)節(jié)變壓器的匝數(shù)比。
采用本發(fā)明的方法和切換設(shè)備，已經(jīng)得到了一些新的控制設(shè)備，如*諧波電壓補(bǔ)償裝置。假定變壓器的調(diào)整繞組處在初級邊，本發(fā)明的切換設(shè)備可以這樣來控制使初級邊上諧波電壓畸變不在次級邊出現(xiàn)，從而使次級邊電壓基本為一個正弦波；*諧波電流補(bǔ)償裝置。再次假定變壓器的調(diào)整繞組處在初級邊，本發(fā)明的切換設(shè)備可以這樣來控制用一個或多個電容器，使初級邊電流得到補(bǔ)償，從而產(chǎn)生一個基本正弦的初級邊電網(wǎng)電流。應(yīng)該指出，諧波電流補(bǔ)償不能與諧波電壓補(bǔ)償同時(shí)進(jìn)行。
*不對稱電壓校正裝置。如果多相變壓器的初級邊相電壓不對稱，那么通過對本發(fā)明的切換設(shè)備進(jìn)行對各相的不同地及與其它相無關(guān)地控制，就可以對這種不對稱進(jìn)行校正。
*遠(yuǎn)距離控制裝置。一般來說，通過在閉環(huán)控制系統(tǒng)中產(chǎn)生一個控制信號來進(jìn)行對變壓器匝數(shù)比的調(diào)整，待被調(diào)節(jié)電壓的參考信號是由內(nèi)部產(chǎn)生的。然而，這種電壓參考信號還可以由外部產(chǎn)生并從遠(yuǎn)處輸送到切換設(shè)備中。
*變壓器的并聯(lián)裝置。通過適當(dāng)?shù)目刂凭湍軌蛳⒙?lián)連接的變壓器之間的電壓差異。例如，為此目的，可以采用主/從控制，主控制系統(tǒng)控制某一個變壓器的電壓并為另一個變壓器的從控制系統(tǒng)產(chǎn)生一個電流調(diào)節(jié)信號。
最好使切換設(shè)備的控制設(shè)備適用于通過脈寬調(diào)制接通第一抽頭和第二抽頭。
為此目的，每個開關(guān)最好包括一個由兩個反向串聯(lián)連接的晶體管和兩個反向串聯(lián)連接的二極管所組成的并聯(lián)電路，二極管之間的連接點(diǎn)與晶體管之間的連接點(diǎn)連接起來。在一個具體的實(shí)施例中，所述連接點(diǎn)被連接到晶體管的發(fā)射極和二極管的陽極上，晶體管的類型為IGBT。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，切換設(shè)備的控制設(shè)備適用于通過相位控制在第一抽頭和第二抽頭之間進(jìn)行切換的，在這種情況下，開關(guān)可以由采用自然換向的反并聯(lián)連接的可控硅所構(gòu)成。
在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備包括至少一個可以保證加在電子開關(guān)兩端的電壓和其中流過的電流不超過限制值，以便電子開關(guān)必須且僅適合于額定電壓和額定電流的元件。一方面，這種元件可以被設(shè)計(jì)成帶有一個適于被連接到變壓器的調(diào)整繞組的一抽頭上的第一端子和一個適于被連接到一開關(guān)的第一端子或第二端子上的第二端子。另一方面，這種元件可以被設(shè)計(jì)成帶有一個適于被連接到一開關(guān)的第一端子的第一端子和一個適于被連接到一開關(guān)的第二端子的第二端子。這樣的元件的例子有電阻、可控硅、壓敏電阻和浪涌電壓保護(hù)器。與合適的控制設(shè)備結(jié)合起來可以這樣進(jìn)行保護(hù)在變壓器發(fā)生短路的情況下，使短路電流從限制元件中流過。在變壓器接通時(shí)，實(shí)際電流要比額定電流大幾倍的情況下，可以采用同樣的保護(hù)措施。此外，本發(fā)明的切換設(shè)備可以由電力變壓器本身來饋電，例如由連接到限制元件上的抽頭提供。在這種情況下，經(jīng)該元件接通變壓器，然后在變壓器穩(wěn)態(tài)工作情況下使切換設(shè)備投入工作，因而該切換設(shè)備不需要單獨(dú)的電源。
本發(fā)明還涉及一種裝有至少一個帶抽頭的繞組和具有上述切換設(shè)備的變壓器。
下面參考附圖更加詳細(xì)地對本發(fā)明進(jìn)行解釋。在附圖中

圖1是變壓器的示意圖，其中一個繞組具有4個或5個連接到本發(fā)明切換設(shè)備上的抽頭；圖2示出了圖1所示電子開關(guān)的替代物；圖3是另一種具有一帶抽頭的繞組的變壓器的示意圖；圖4也是另一種具有一帶抽頭的繞組的變壓器的示意圖；這些抽頭用于增大變壓器的同相調(diào)整范圍；圖5還是另一種在兩個不同相繞組上帶抽頭的變壓器的示意圖，這些抽頭用于三相變壓器的同相和正交相調(diào)整；圖6示出了并到電網(wǎng)中的變壓器的簡化等效電路；圖7示出了在圖6所示的電路上采用圖8所示的脈寬調(diào)制情況下的變壓器的輸出電壓；圖8示出了圖中的一開關(guān)兩端的相關(guān)電壓；
圖9說明了在脈寬調(diào)制情況下的調(diào)整特性；圖10說明了在相控情況下流過圖6所示變壓器的初級繞組的無抽頭部分的電流和流過所述變壓器的一抽頭的電流；和圖11說明了在相控情況下圖6所示變壓器的次級邊上電壓和流過所述變壓器的另一個抽頭的電流。
在各個圖中，同樣的參考數(shù)字表示同樣的元件或者表示具有同樣功能的元件。
以下說明總是以單相變壓器為例給出；顯然，在多相變壓器的情況下，所述和所示電路的個數(shù)將與相數(shù)一致。
圖1示出了變壓器2的一相，變壓器2包括一個初級繞組4和一個次級繞組6。舉個例子，它可以是初級額定電壓為10.5kv和次級額定電壓為420V的400KVA的變壓器。初級繞組4上帶有抽頭6a、6b、6c和6d，每個抽頭都分別連接到一對可控硅8a與10a、8b與10b、8c與10c或者8d與10d的第一端子，每一對可控硅都是反并聯(lián)連接的。每一對反并聯(lián)連接的可控硅的另一端子(第二端子)相互連接起來并引到電網(wǎng)端子12h。每一對反并聯(lián)連接的可控硅(被點(diǎn)劃線包圍的)是根據(jù)輸入到控制設(shè)備14中的變壓器的匝數(shù)比控制信號Uref通過控制設(shè)備14(此處不作更詳細(xì)說明)被單獨(dú)控制的(象征性地用箭頭13a到13d表示)。以下將參考圖6到圖11詳細(xì)說明控制設(shè)備的工作過程。
圖1所示的反并聯(lián)連接的該對可控硅是以自然換向?yàn)榛A(chǔ)進(jìn)行工作的，因而特別適合于相控。在脈寬調(diào)制的場合可能不得不用強(qiáng)制換向，為此目的例如可以用GTO(門電路斷開)元件。在后一種情況下還可以用圖2所示的由反相串聯(lián)連接的晶體管16和18與反向串聯(lián)的二極管20和22所構(gòu)成的并聯(lián)電路，晶體管16和18之間的連接點(diǎn)與二極管20和22之間的連接點(diǎn)相互連接在一起。
在圖1中，帶有抽頭的那部分繞組位于初級繞組4的一端。而在圖3中，變壓器2a的帶抽頭的那部分繞組4a位于更靠近繞組的中間。為了簡單起見，在圖3中及后面的的圖中所示的例如開關(guān)24a、24b、24c和24d等開關(guān)用簡化形式表示，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，這些開關(guān)包括可控半導(dǎo)體元件，如圖1所示電路中的可控硅或者圖2所示電路中的晶體管和二極管。為了清楚起見，圖3及后面的圖中不再畫出控制設(shè)備。
在圖1和圖3中，抽頭6e或6f分別用虛線表示，它們分別連接到元件26或28上。元件26的另一邊連接到端子12上或元件28的另一邊連接到開關(guān)24a的第一端子。例如在變壓器接通或變壓器短路時(shí)，這些元件用于減小電子開關(guān)所承受的電壓和電流。在這些情況下，作為開關(guān)斷開的結(jié)果，愈來愈大的電流可以分別流經(jīng)元件26或28。由于有這些元件因此開關(guān)上的電壓負(fù)荷很小。
在圖3中示出，元件26和28還可以與一開關(guān)并聯(lián)，用于保護(hù)開關(guān)24a的情況，在這種情況下，用虛線表示的元件28與接頭6f之間連接關(guān)系被用點(diǎn)劃線表示的連接關(guān)系所代替。
只有當(dāng)變壓器2或2a各自處于正常的穩(wěn)態(tài)情況下開關(guān)才工作，當(dāng)變壓器接通或變壓器短路時(shí)，開關(guān)是不工作的。這意味著提供給開關(guān)的控制設(shè)備的電力可以從變壓器巳獲得，因?yàn)橹挥挟?dāng)變壓器工作時(shí)才需要電力。
圖4所示的變壓器含有初級繞組30，初級繞組30實(shí)際上包括根據(jù)圖3的繞組4a的一串聯(lián)電路，用于增大電壓同相的調(diào)整范圍。
在圖1、3和4所示的變壓器電路中總是存在所謂的同相調(diào)整，即同一相中的電壓調(diào)整。圖5示意性地表示對不同變壓器鐵芯上的繞組的同相與正交調(diào)整的組合情況，即同時(shí)調(diào)整。圖5所示變壓器2c具有一個第一相的調(diào)整繞組32，繞組32與另一相的調(diào)整繞組34串聯(lián)連接。
圖6示出了一個具有初級主繞組36和初級繞組部分40的變壓器2d。初級主繞組36上有一個電阻38，初級繞組部分40上有一個電阻42。初級繞組36、40上各有一個分別連接到開關(guān)46a和46b的一邊上的抽頭44a和44b。開關(guān)46a和46b的另一邊相互連接并連接到電網(wǎng)的電源端，電網(wǎng)用由電源48和電感50的簡單形式來表示。
含有電阻54的次級繞組52連接到負(fù)載阻抗56上，輸出電壓u2加到負(fù)載阻抗56的兩端，電壓u3加到開關(guān)46a的兩邊。
采用脈寬調(diào)制方式工作時(shí)，開關(guān)46b從斷開的位置開始被閉合，開關(guān)46a從閉合的位置開始被斷開，以從圖8可基本推出的節(jié)奏進(jìn)行。根據(jù)圖8，接通時(shí)間是開關(guān)46a斷開時(shí)間的3到4倍。在圖示情況下，脈寬調(diào)制的頻率(1KHz)是待被調(diào)制的電壓頻率(50Hz)的20倍。從圖7所示的變壓器2d的輸出電壓u2中可明顯看到在開關(guān)46a斷開時(shí)(與開關(guān)46b閉合的時(shí)間相對應(yīng))的電壓高于其余時(shí)間內(nèi)的電壓，因此電壓u2的有效值處于開關(guān)46a永久閉合時(shí)所得到的電壓值與開關(guān)46b永久閉合時(shí)所得到的電壓值之間。顯然，通過連續(xù)改變脈沖寬度就可以連續(xù)改變電壓u2。
如果將接通因數(shù)d定義為開關(guān)46b的閉合時(shí)間與脈寬調(diào)制的開關(guān)時(shí)間之比，那么變壓器輸出電壓的變化Δu2與接通因數(shù)d之間存在如圖9所示的關(guān)系。所得到的曲線是非線性的，這是由所用的電子開關(guān)不是理想開關(guān)所造成的。
為了達(dá)到圖10和圖11所示的效果，假定圖6所示電路中的開關(guān)46a和46b由反并聯(lián)連接的可控硅構(gòu)成，在對應(yīng)于相位角α和180°+α的時(shí)刻開關(guān)46a閉合(和開關(guān)46b斷開)。在圖10和11中，在任意垂直刻度上表示了兩個周期的流過圖6所示變壓器2d的初級繞組的無抽頭部分的電流i1和流過開關(guān)46a的電流ia、流過開關(guān)46b的電流ib以及次級電壓u2。顯然，在對應(yīng)相位角α和180°+α的時(shí)刻，輸出電壓u2逐步地降低而流過抽頭(與開關(guān)46a相連)的電流ia經(jīng)過過零點(diǎn)時(shí)，由于在這一時(shí)刻開關(guān)46a斷開和開關(guān)46b閉合，電壓u2又階躍式增大。應(yīng)當(dāng)指出，為了清楚起見，圖中表示的輸出電壓u2的階躍變化比實(shí)際情況更加明顯。通過改變相位角α可以在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓u2的有效值。
最后應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明方法和設(shè)備中，并不總是需要操作兩個鄰近抽頭的開關(guān)。切換設(shè)備還可以設(shè)計(jì)成在第n個抽頭與第m個抽頭之間進(jìn)行切換，這里n和m是正的自然數(shù)，它們之間的差值大于1。這種操作或許是需要的，例如，如果切換設(shè)備中有一個開關(guān)或者對其控制發(fā)生故障，從而使故障開關(guān)一直斷開而這時(shí)變壓器仍然不得不保持工作狀態(tài)時(shí)。在這種情況下，通過在故障開關(guān)兩邊的兩個抽頭之間進(jìn)行切換，可以調(diào)節(jié)出所要求的電壓。
權(quán)利要求
1.用于在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)對具有至少一個帶抽頭(6a、6b、6c、6d)的調(diào)整繞組的電力變壓器(2；2a；2b；2c；2d)的初級繞組(4)和次級繞組(6)之間的匝數(shù)比進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，其特征為為了獲得在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)基本連續(xù)可調(diào)的變壓器匝數(shù)比，在變壓器(2；2a；2b；2c；2d)的交流電壓的一個周期的一部分期間使第一抽頭(6a，6b，6c，6d)接通在另一部分期間使第二抽頭(6b，6c，6d，6a)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征為第一和第二抽頭(6a，6b，6c，6d)之間的切換是以脈寬調(diào)制方式進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為脈寬調(diào)制的頻率至少比交流電壓的頻率高一個數(shù)量級。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征為第一和第二抽頭(6a，6b，6c，6d)之間的切換是以相控方式進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的一個權(quán)利要求所述的方法，其特征為當(dāng)變壓器(2；2a；2b；2c；2d)基本處于穩(wěn)態(tài)工作情況時(shí)進(jìn)行切換，當(dāng)變壓器(2；2a；2b；2c；2d)基本上不處于穩(wěn)態(tài)工作情況時(shí)，不接通任何抽頭。
6.用于在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)對具有至少一個帶抽頭(6a，6b，6c，6d)的調(diào)整繞組的電力變壓器(2；2a；2b；2c；2d)的初級繞組(4)和次級繞組(6)之間的匝數(shù)比進(jìn)行調(diào)節(jié)的切換設(shè)備，其特征為多個具有第一端子和第二端子的電子開關(guān)(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d；16，18；24a，24b，24c，24d；46a，46b)，可通過控制信號(13a，13b，13c，13d)使其單向?qū)ɑ螂p向?qū)?，這些電子開關(guān)的第一端子適用于連接到調(diào)整繞組的抽頭(6a，6b，6c，6d)上，其第二端子適用于連接到至少另一個開關(guān)(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d；16，18；24a，24b，24c，24d；46a，46b)的第一或第二端子上；和一個用于向這些開關(guān)(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d；16，18；24a，24b，24c，24d；46a，46b)提供控制信號(13a，13b，13c，13d)的控制設(shè)備(14)，控制方式是這樣的為獲得在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)基本連續(xù)可調(diào)的變壓器匝數(shù)比，在變壓器(2；2a；2b；2c；2d)的交流電壓的一個周期的一部分期間使第一抽頭(6a，6b，6c，6d)接通，在另一部分期間使第二抽頭(6b，6c，6d，6a)接通，第一抽頭與第二抽頭(6a，6b，6c，6d)的接通時(shí)間的比值取決于輸入到控制設(shè)備(14)中的變壓器匝數(shù)比控制信號的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切換設(shè)備，其特征為控制設(shè)備(14)適用于通過脈寬調(diào)制方式在第一和第二抽頭(6a，6b，6c，6d)之間進(jìn)行切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的切換設(shè)備，其特征為每個開關(guān)包括由兩個反向串聯(lián)連接的晶體管(16，18)和兩個反向串聯(lián)連接的二極管(20，22)所組成的并聯(lián)電路，二極管(20，22)之間的連接點(diǎn)與晶體管(16，18)之間的連接點(diǎn)連接起來。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換設(shè)備，其特征為晶體管(16，18)的類型為IGBT。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的切換設(shè)備，其特征為控制設(shè)備(14)適用于通過相位控制方式在第一和第二抽頭(6a，6b，6c，6d)之間進(jìn)行切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的切換設(shè)備，其特征為這些開關(guān)包括反并聯(lián)連接的可控硅(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6到11中的任何一條權(quán)利要求所述的切換設(shè)備，其特征為至少有一個元件(26；28)，用于限制電子開關(guān)(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d；16，18；24a，24b，24c，24d)兩端的電壓和其中流過的電流，使它們分別不超過一定的電壓或電流限制值，該至少一個元件(26；28)帶有一個適用于連接到變壓器(2；2a)的調(diào)整繞組的抽頭(6e；6f)上的第一端子和一個適用于連接到開關(guān)(8a，8b，8c，8d，10a，10b，10c，10d；16，18；24a，24b，24c，24d)的第一或第二端子上的第二端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求6到11中的任何一個權(quán)利要求所述的切換設(shè)備，其特征為至少有一個元件(28)，用于限制電子開關(guān)(24a)兩端的電壓和其中流過的電流，使它們分別不超過一定的電壓或電流限制值，該至少一個元件(28)帶有一個適用于連接到開關(guān)(24a)的第一端子上的第一端子和適用于連接到開關(guān)(24a)的第二端子上的第二端子。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的切換設(shè)備，其特征為元件(26，28；27)由電阻，可控硅、壓敏電阻或浪涌電壓保護(hù)器構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求6到14中的任何一條權(quán)利要求所述的切換設(shè)備，其特征為它是由變壓器(2；2a；2b；2c；2d)供電的。
16.具有至少一個帶抽頭(6a，6b，6c，6d)的調(diào)整繞組和具有權(quán)利要求6到15中的任何一條權(quán)利要求所述的切換設(shè)備的變壓器(2；2a；2b；2c；2d)。
全文摘要
一種用于在一定的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)對具有至少一個調(diào)整繞組的電力變壓器(2)的初級繞組(4)和次級繞組(6)之間的匝數(shù)比進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)的方法與設(shè)備。在該方法與設(shè)備中,在變壓器(2)的變流電壓的一個周期的一部分期間使第一抽頭(6a,6b,6c,6d)接通,在另一部分期間使第二抽頭(6a,6b,6c,6d)接通。為此目的,該設(shè)備包括用晶體管或可控硅構(gòu)成的電子開關(guān)(8a,8b,8c,8d,10a,10b,10c,10d)。
文檔編號G05F1/20GK1192281SQ96195909
公開日1998年9月2日 申請日期1996年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月1日
發(fā)明者保盧斯·赫拉爾杜斯·約翰尼斯·瑪麗, 亞·阿瑟萊曼, 揚(yáng)·亨德里克·格里菲約恩, 帕沃爾·鮑爾, 格拉爾杜斯·克里斯托弗爾·格里菲遜, 舒爾德·瓦爾特·海羅·德哈恩, 科梅利斯·約瑟夫斯·范德沃特 申請人:埃內(nèi)科有限公司