tsvr 无触点线路调压器在中低压配电网应用

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1、无触点线路调压器TSVR 在中低压配电网的应用 电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系 Department of Electrical Engineering 清华大学 柔性交流输配电系统 研究所 北 京 西 威 清 拓 变 流 技 术 有 限 公 司 清华大学 柔性交流输配电系统 研究所 北 京 西 威 清 拓 变 流 技 术 有 限 公 司 电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系 Department of Electrical Engineering 清华大学柔性交流输配电系统研究所 北京西威清拓变流技术有限公司 清华大学柔性交流输配电系统研究所 北京西威清拓变流技

2、术有限公司 TSVR无触点线路调压器 （Thyristor Step Voltage Regulator） 无触点线路调压器 TSVR 本系列380V-35KV配电线路无触点线路调压器（TSVR） 是西威变流技术团队 继成功研发推广国内最具影响力的高压链式SVG装置之后的又一重 要力作 将显著延伸供电半径，节省电网投资 是真正以末端电压长期合格为控制目标，独具多项知识产权的优秀 产品。 无触点线路调压器 TSVR 本产品设计寿命20年 主电路高效率但是非常简单（专利） 适应深达-30%的低电压调节而绝无过压（专利） 适应电机启动冲击之类的各类负荷，快速响应，快速换挡，远程监测 能够长期满足配电

3、线路末端的电压稳定要求。 通过了国家电控配电设备质量监督检验中心的型式试验。 配网低电压问题和政策要求1 现有低电压治理技术2 无触点线路调压器TSVR的原理和关键技术 3 TSVR的工程应用 4 主要内容 无触点调压器选型 5 5 配网低电压问题统计 随着农村经济的发展，农网和配网的“低电压”问题越来越 突出，严重制约了新经济的发展，影响了用户的生产生活。 以某省迎峰度夏的农网低电压统计结果显示，全省农网共有 18494个台区存在低电压问题，占公用台区总数的16.16%。其 中末端电压问题区间分布如下： 13% 18% 26% 18% 17% 198V185V 185V175V 175V16

4、5V 165V155V 155V以下 某省农网低电压问题统计 6 配网低电压问题原因 例：供电公司的一般供 电方案：10kV供电入村， 配电变压器安装在负荷中 心，即A类用户，然后采用 220V低压线路辐射给各用 户供电。 B类用户的低压供电半 径超过500米，即使台区变 合格，这类用户也会由于供 电线路压降过大，导致供电 电压过低。 典型村落住户分布 7 配网“低电压”问题的主要原因 配网“低电压”问题呈现明显的季节性和区域性，并具有动 态性和复杂性的特点。形成原因主要如下： 台区供电半径偏大，致使末端电压偏低： 据某省统计，平均低压供电半径为1.56km，其中供电半径超 过0.8km的占低

5、电压台区总数的85%。 台区供电线路线径偏细，线路老化严重： 目前仍有不少低压线路采用35，16以下的小线径，致使 线路阻抗加大。 重载卡口严重，配变容量配置不足： 据统计，台区负载率达到90%以上占低电压台区总数的 43%；低电压台区的户均配变容量仅为0.63kVA，低于户均容 量0.83kVA的平均水平。 8 配网“低电压”问题的主要原因 三相负荷不平衡致使单相过载和中性点偏移： 部分台区三相线路负荷配置不均衡，尤其在高温大负荷区 间，不平衡导致电压质量问题暴露得比较充分。 小水电发达地区的一些乡村，丰水季发电导致高电压与枯水 季停发电后的长线路低电压在同一地点存在 9 国家能源局关于配电

6、网建设改造行动计划 10 国网运检部关于配网“低电压”治理技术原则的通知 11 电能质量国标中对供电偏差的要求 12 配网低电压问题和政策要求1 现有低电压治理技术2 无触点线路调压器TSVR的原理和关键技术 3 TSVR的工程应用 4 主要内容 无触点调压器选型 5 13 配网“低电压”治理的措施 针对配网“低电压”问题，除采取管理手段外，重点依靠技术 措施进行解决： 1）线路末端安装配电变压器： 特点：造价高，小负荷下供电成本较难回收。 2）改造分支线路： 特点：对于较大长度时，效果有限。 3）提高配电变压器低压侧母线电压： 特点：手动调压不方便，晶闸管自动调压的方式造价不菲， 且对长线路

7、压降的问题调节力度较小。 14 配网“低电压”治理的措施 4）安装无功补偿设备： 特点：部分农网/配网的低电压主要是由于有功电流导致的 长线 路压降过大，无功补偿的作用有限。 5）安装稳压器： 特点：一般不超过20%，稳压范围较小，不能满足低电压 调压 要求。 6）安装分布式发电装置： 特点：能提高供电可靠性，新能源的造价较高。 15 配网“低电压”治理的措施 7）安装串联电压自动调压装置： 特点： 所需的装置容量小，大部分用户由系统直接提供； 造价低，性价比较高； 调压范围宽，可灵活定制。 综合上述调节方式的特点，串联电压自动调压器解决配网末 端的低电压问题，是一种较为经济可靠的补偿手段。

8、16 传统的分接开关式的串联线路调压器 传统的分接开关式的串联线路调压器，采用机械开关的方式将 电压补偿绕组投入线路。 17 分接开关式调压方式的常见问题 1、开关触头磨损严重; 2、有载分接开关的各电气连接件、连接线、接触点等损坏; 3、开关的密封圈、垫等出现渗漏油; 4、开关回路接触电阻不达标(过大)。 5、过渡电阻损坏。 6、绝缘油内杂质、游离碳增多,油质变黑。 产生电弧，动作速度慢，维护不便，故障率高 18 配网低电压问题和政策要求1 现有低电压治理技术2 无触点线路调压器TSVR的原理和关键技术 3 TSVR的工程应用 4 主要内容 无触点调压器的选型 5 19 TSVR的工作原理

9、 采用多抽头变压器串联接入配电网线路中，通过晶闸管控制 实现多级调压，解决线路低电压和高电压问题。 TSVR的工作原理 原边电压在调压范围内变化时，通过晶闸管开关实现不同档位 的绕组接入，实现输出电压的稳压范围在5% 7%以内， 可同 时实现低电压补偿和高电压补偿。 21 TSVR的工作原理 TSVR的电压检测方法主要有两种： 1）有效值法： 采用一个周波的滑动平均计算有效值，为提高检测速度， 可 提升至半个周期计算有效值： 2）瞬时电压计算方法： 使用电压的采样数据经dq变换和低通滤波，得到电压有效 值， 可快速计算出电压幅值。 liuwenhuitsinghua.edu.c22 TSVR的

10、关键技术 关键技术一：多抽头串联变压器的设计 变压器的档位设计需同时满足稳压精度和档位经济 性。 23 TSVR的关键技术 关键技术二：多类型负载下的晶闸管驱动设计 晶闸管的关断需要电流过零自然关断，开通时有驱动脉 冲等要求，需根据不同带载情况和负载类型选择合适的 驱动电路及相应的控制方法。 24 TSVR的关键技术 关键技术三：面向可靠性的整机制造和出厂测试 无触点线路调压器一旦出现故障，会严重影响后续用户 的供电质量甚至设备安全，因此对可靠性要求很高，需 要在出厂前按产品企标进行严格全面的出厂测试。 25 无触点线路调压器TSVR的特点 无触点分档调压：设计寿命大于20年，无调节次数限制；

11、 直接补偿线路电压差值：传输功率小，损耗低，成本低； 干式调压变压器可靠性高：无漏油风险； 调压切换快速：调节速度可达ms级，供电连续性好。 检修方便：内置快速切换旁路，外部只需配手动检修旁路； 关键器件可控硅可靠性高： 在各行业已广泛使用30年以上； 26 无触点线路调压器TSVR 的特点 分相调压设计：可三相同时调压或分开调压，适应性更好； 输出电压的合格率高：调节范围内可达保持100%； 便捷式安装：采用箱式结构，维护无需返厂，就地快捷维护； 保护完备：内置快速电子保护，含短路过流过压等各种保护； 无功补偿可选配：实现并联无功补偿和串联电压同时调节。 27 配网低电压问题和政策要求1 现

12、有低电压治理技术2 无触点线路调压器TSVR的原理和关键技术 3 TSVR的工程应用 4 主要内容 无触点调压器选型 5 28 无触点线路调压器TSVR的工程应用 为什么TSVR调压周期越短越好？ 调节慢了有什么 问 题？ 快速调压可应对快速的负荷冲击和电压，否则速度 太慢会产生偏高电压烧坏电器设备。 是否必须过零换挡？ 过零型可控硅在电压为零附近时进行触发，避免后 续容性负载的冲击，此时引起的电网干扰会最小，对负 载的冲击也小。过零触发不是必须，是为了减少冲击电 流，同时延长设备的使用年限。 29 无触点线路调压器TSVR的工程应用 TSVR可控硅运行中发热量很大吗？ 不大，可以自 然散热，

13、夏季风冷。 电机负载过电流时怎么办？ 允许短时过流。 如何在异常情况下保证负载的继续供电？ 具有完 备快速的保护机制：元器件故障快速主动旁路；用 户短路快速旁路；电机启动长时过载，控制器失电 失效， 电压异常时快速旁路； 30 无触点线路调压器TSVR的工程应用 TSVR运行中会不会产生谐波？ 晶闸管全开全关式运行， 不会产生谐波，TSVR对负载电压和电流的波形无影响。 TSVR适合安装在什么地方？ 适合安装到负载附近，对 于变压器非重载运行的馈线长线路的末端电压治理，是 最经济的最合适的方案。 什么时候需要选配电容补偿？ 适合于负荷功率因数低， 且无功电流较大地影响了线路电压的场合。使用电容

14、器 补偿可有效地提高功率因数和提升电压。 31 农村电网的一个特例： 偏低电压时电机启动，使电压超低，是否继续调压？ 电 机启动过程中跳闸，TSVR能否绝对杜绝输出过压？怎么解 释？ 1.此时调压装置一直最大挡位升压（带过载过流保护）； 2.由于响应时间小于50ms，快速换挡回调可以杜绝，哪怕 是很短时间的尖峰过压。 无触点线路调压器TSVR的工程应用 32 无触点线路调压器TSVR的工程应用 以上产品现在招标都有，到底那个产品才是未来的方 向？ 从保障农村电压合格率，保证供电质量，降低线损， 方便设备维护，以及技术进步的长远目的出发，都应该选用 无触点的TSVR装置。 TSVR无触点式的中低

15、压产品，包括10KV和380V的线 路调压产品，肯定是未来的方向，电压合格无波动，易维 护，具有明显的技术经济优势。 33 配网低电压问题和政策要求1 现有低电压治理技术2 无触点线路调压器TSVR的原理和关键技术3 TSVR的工程应用 4 主要内容 380V无触点线路调压器的选型 5 34 传统机械式线路动态调压器 VS 新一代无触点线路调压器 传统机械式线路动态调压器新一代无触点式线路动态调压器 接触器或电机传动的机械接触式 调压，寿命有限。尤其动作频繁 时，寿命很短 可控硅器件的 接触器或电机传动的机械接触式 调压，寿命有限。尤其动作频繁 时，寿命很短 可控硅器件的无触点无触点分档调压，

16、分档调压， 设计上保证设计上保证20年以上的稳定运行 接触器每一次换挡调压（大于 年以上的稳定运行 接触器每一次换挡调压（大于 200ms），都会造成供电瞬间中），都会造成供电瞬间中 断，用电设备停机待机，严重影断，用电设备停机待机，严重影 响生产生活响生产生活 快速快速切换，过零换挡（小于切换，过零换挡（小于 2ms），保证供电连续，绝不影），保证供电连续，绝不影 响设备供电 调节不能太快，或调节周期不能 响设备供电 调节不能太快，或调节周期不能 太短，否则产品寿命会很短 快速调压，设备运行的 太短，否则产品寿命会很短 快速调压，设备运行的每一秒每一每一秒每一 刻每一相刻每一相，保证输出电压的合格率，保证输出电压的合格率 100%！ 35 380V 无触点线路调压器TSVR 的典型技术参