CN119400573B 双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器 （贵州国昱源丰节能科技有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN119400573B(65)同一申请的已公布的文献号(73)专利权人贵州国昱源丰节能科技有限公司地址550014贵州省贵阳市白云区艳山红镇铝厂机械厂厂区2号厂房(72)发明人梁振宇罗建波(74)专利代理机构北京集知天成知识产权代理H01F27/34(2006.01)双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器本发明涉及变压器控制领域，具体公开双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器，本发明通过获取双节能卷铁芯智能变压器的负载率，并与双节能卷铁芯智能变压器的最佳负载率范围进行比较，判断双节能卷铁芯智能变压器运行是否需要调控，若需要调控，获取双节能卷铁芯智能变压器的负载状态，当智能变压器轻载运行时，分析轻载状态下智能变压器的输出电压和运行容量适宜的下调量，减少空载损耗；当智能变压器重载运行时，分析重载状态下智能变压器的输出电压和运行容量适宜的上调量，确保供电质量，进而实现双节能卷铁芯智能变压器的负载自适2变压器负载实时监测模块：用于获取当前双节能卷铁芯智能变压器输出侧负载的电流和电压，将其记为当前智能变压器输出侧负载的电流和电压，分析当前智能变压器的负载变压器运行调控需求判断模块：用于将当前智能变压器的负载率与智能变压器的最佳负载率范围进行比较，判断当前智能变压器运行是否需要调控，若需要调控，进一步获取当前智能变压器的负载状态，若为轻载状态，则执行轻载变压器电压及容量调节模块，若为重载状态，则执行重载变压器电压及容量调节模块；轻载变压器电压及容量调节模块：用于获取智能变压器的电压可调节范围和智能变压器输出侧负载的电压耐受范围，并获取智能变压器历史轻载运行日志，分析轻载状态下智能变压器的输出电压和运行容量适宜的下调量，并进行反馈；重载变压器电压及容量调节模块：用于获取智能变压器需要补偿的电压降和当前运行容量，并获取智能变压器历史重载运行日志，分析重载状态下智能变压器的输出电压和运数据库：用于存储智能变压器的额定功率、最佳负载率范围、电压可调节范围、额定电所述变压器运行调控需求判断模块的具体工作过程为：提取数据库中存储的智能变压器的最佳负载率范围，并将智能变压器的最佳负载率范围的上限值和下限值分别记为智能变压器的重载阈值和轻载阈值；将当前智能变压器的负载率与智能变压器的最佳负载率范围进行比较，若当前智能变压器的负载率属于智能变压器的最佳负载率范围内，则当前智能变压器运行不需要调控，继续维持原运行状态，反之，则当前智能变压器运行需要调控，进一步将当前智能变压器的负载率分别与智能变压器的重载阈值和轻载阈值进行比较，若当前智能变压器的负载率小于智能变压器的轻载阈值，则当前智能变压器的负载状态为轻载状态，若当前智能变压器的负载率大于智能变压器的重载阈值，则当前智能变压器的负载状态为重载状态。2.根据权利要求1所述的双节能卷铁芯智能变压器系统，其特征在于：所述变压器负载实时监测模块的具体工作过程为：获取当前智能变压器输出侧负载的电流和电压并代入预设的负载功率的计算公式，得到当前智能变压器输出侧负载功率，将其记为P载；提取数据库中存储的智能变压器的额定功率，将其记为P额；通过分析公式得到当前智能变压器的负载率k。3.根据权利要求1所述的双节能卷铁芯智能变压器系统，其特征在于：所述轻载变压器电压及容量调节模块的具体工作过程包括：D1:提取数据库中存储的智能变压器的电压可调节范围，将其记为±a%,a为5或10,并提取数据库中存储的智能变压器的额定电压，将其记为U额；3通过分析公式△U_=U₀-U额*(1-a%)得到基于智能变压器电压可调节范围的智能变压器输出电压下调量△U_,其中U₀>U额*(1-a%);D2:获取智能变压器输出侧负载的电压耐受范围，进一步获取智能变压器输出侧负载E1:提取数据库中存储的智能变压器历史轻载运行日志，获取智能变压器历史各次轻获取智能变压器历史各次轻载状态运行降低的能量损耗与其总能耗之间的比值，将其E2:若智能变压器历史某次轻载状态运行对应的负载率与当前智能变压器的负载率之获取智能变压器历史各次参照轻载状态运行对应的设置输出电压和节能率，基于单一E3:获取当前智能变压器的输出电压与智能变压器的参考设置输出电压之间的差量，通过分析公式U下调=E₁*△U_+E₂*△U'+ε₃*△U"+δu得到轻态下智能变压器的输出电压适宜的下调量U下调，其中、&₂E₃分别表示预设的基于智调量的权重因子，E₁+E₂+ε₃=1,δu_表示预设的轻载状态下智能变压器输出电压适宜下获取智能变压器历史各次参照轻载状态运行对应的设置运行容量和节能率，绘制智能4记为智能变压器的参考设置运行容量；获取当前智能变压器的运行容量与智能变压器的参考设置运行容量之间的差量，将其记为轻载状态下智能变压器的运行容量适宜的下调量。7.根据权利要求1所述的双节能卷铁芯智能变压器系统，其特征在于：所述重载变压器电压及容量调节模块的具体工作过程包括：获取智能变压器输出侧的线路电阻，将当前智能变压器输出侧负载电流、线路电阻代入预设的智能变压器的负载电流、线路电阻与补偿电压降之间的关系函数，得到智能变压器需要补偿的电压降，将其记为重载状态下智能变压器输出电压的第一参考上调量，并表示为△U+;提取数据库中存储的智能变压器历史重载运行日志，获取智能变压器历史各次重载状态运行对应的负载率、设置的输出电压、设置的运行容量，分析智能变压器历史各次参照重载状态运行对应的设置输出电压，并进行平均值计算，得到智能变压器的参考设置输出电获取智能变压器的参考设置输出电压与当前智能变压器的输出电压之间的差量，将其记为重载状态下智能变压器输出电压的第二参考上调量，将其记为通过分析公得到重载状态下智能变压器的输出电压适宜的上调量U上调，其中Y₁Y₂第二参考上调量的权重因子，Y₁+Y₂=1,δ分别表示预设的输出电压的第一参考上调量和u表示预设的重载状态下智能变压器输出电压适宜上调量的补偿量。8.根据权利要求7所述的双节能卷铁芯智能变压器系统，其特征在于：所述重载变压器电压及容量调节模块的具体工作过程还包括：获取当前智能变压器的运行电压，将当前智能变压器的运行电压、输出侧负载电流代入预设的智能变压器的运行电压、负载电流与运行容量之间的关系函数，得到智能变压器当前运行容量，并与数据库中存储的智能变压器的额定容量进行比较，得到智能变压器当前运行容量超出额定容量的差量，将其记为重载状态下智能变压器运行容量的第一参考上获取智能变压器历史各次参照重载状态运行对应的设置运行容量，并进行平均值计算，得到智能变压器的参考设置运行容量；获取当前智能变压器的运行容量与智能变压器的参考设置运行容量之间的差量，将其记为重载状态下智能变压器运行容量的第二参考上调量；对重载状态下智能变压器运行容量的第一参考上调量和第二参考上调量进行加权平均值计算，得到重载状态下智能变压器的运行容量适宜的上调量。9.一种变压器，其特征在于：所述变压器包括根据权利要求1-8任意一项所述的双节能卷铁芯智能变压器系统。5双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器技术领域[0001]本发明涉及变压器控制领域，涉及到双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器。背景技术[0002]随着全球对能源节约和环境保护的关注度不断提高，变压器作为电力系统中能耗较大的设备，其节能性能的提升成为了重要的发展方向。双节能卷铁芯智能变压器采用了立体卷铁芯结构，三相磁路相等，能够有效地降低变压器的空载损耗和负载损耗，提高能源利用效率，还具备智能调压功能，能够根据电网电压的变化自动调整变压器的输出电压，保证输出电压在标准范围内，提高供电质量。[0003]然而，现有的双节能卷铁芯智能变压器系统在实际应用中仍存在一些局限性和不足之处。[0004]例如，现有的公开号为CN113539648A的中国专利公开了一种双节能立体卷铁芯智能变压器，包括：立体卷铁芯变压器和智能控制系统；智能控制系统包括有载调压开关、控制回路和数据采集电路；立体卷铁芯变压器的高压侧的调压线圈抽头与有载调压开关连接，有载调压开关与控制回路连接，控制回路与数据采集电路连接。该发明提供的立体卷铁芯智能变压器在原有的立体卷铁芯变压器的基础上添加了智能控制系统，在该智能控制系统中，数据采集电路采集信号，控制回路根据采集到的信号产生控制信号，用以控制有载调压开关的动作，在变压器运行的时候直接调节变压器分接，使得变压器在负载变化时能够提供在标准范围之内的恒定的输出电压，降低了功耗，大大节省了用电量。[0005]但是上述专利根据负载变化调节输出电压时没有对输出电压的调节量进行重点分析，如结合多方面因素深入分析重载和轻载下不同负载率对应的变压器输出电压适宜的调节量，进而使得变压器负载自适应调节的灵活性和智能性不高，不能更好地实现节能效果和确保供电质量。发明内容[0006]针对上述问题，本发明提出了双节能卷铁芯智能变压器系统及变压器，实现对变压器控制的功能。[0007]本发明解决其技术问题采用的技术方案是：第一方面，本发明提供双节能卷铁芯智能变压器系统，包括：变压器负载实时监测模块：用于获取当前双节能卷铁芯智能变压器输出侧负载的电流和电压，将其记为当前智能变压器输出侧负载的电流和电压，分析当前智能变压器的负载率。[0008]变压器运行调控需求判断模块：用于将当前智能变压器的负载率与智能变压器的最佳负载率范围进行比较，判断当前智能变压器运行是否需要调控，若需要调控，进一步获取当前智能变压器的负载状态，若为轻载状态，则执行轻载变压器电压及容量调节模块，若为重载状态，则执行重载变压器电压及容量调节模块。[0009]轻载变压器电压及容量调节模块：用于获取智能变压器的电压可调节范围和智能6[0012]在上述实施例的基础上，所述变压器运行调控需求判断模块的具体工作过程为：上限值和下限值分别记为智能变压器的重载阈值和轻载阈值。T016】通过分析公式△U_=U₀-U额*(1-a%)得到基于智能变压器电压可调节范围的智能变压器输出电压下调量△U_,其[0017]D2:获取智能变压器输出侧负载的电压[0020]E2:若智能变压器历史某次轻载状态运行对应的负载率与当前智能变压器的负载历史各次参照轻载状态运行对应的设置输出电压和节能率，在坐标系中标出对应的数据7输出电压变化的趋势曲线，进一步获取节能率随设置的输出电压变化的趋势曲线上节能率最大的数据点对应的设置输出电压，将其记为智能变压器的参考设置输出电压。[0022]E3:获取当前智能变压器的输出电压与智能变压器的参考设置输出电压之间的差量，将其记为基于节能率的智能变压器输出电压下调量，并表示为△U"。[0023]在上述实施例的基础上，所述轻载变压器电压及容量调节模块的具体工作过程还包括：通过分析公得到轻载状态下智能变压器的输出电压适宜的下调量U下调，其中EE₂、&3分别表示预设的基于智能变压器电压可调节范围、基于负载电压耐受范围、基于节能率的智能变压器输出电压下调量的权重因子，&₁+&₂+E₃=1,δu_表示预设的轻载状态下智能变压器输出电压适宜下调量的补偿量。[0024]在上述实施例的基础上，所述轻载变压器电压及容量调节模块的具体工作过程还包括：获取智能变压器历史各次参照轻载状态运行对应的设置运行容量和节能率，绘制智能变压器历史参照轻载状态运行下节能率随设置的运行容量变化的趋势曲线，进一步获取节能率随设置的运行容量变化的趋势曲线上节能率最大的数据点对应的设置运行容量，将其记为智能变压器的参考设置运行容量。[0025]获取当前智能变压器的运行容量与智能变压器的参考设置运行容量之间的差量，将其记为轻载状态下智能变压器的运行容量适宜的下调量。[0026]第二方面，本发明还提供一种变压器，所述变压器包括根据本发明所述的双节能卷铁芯智能变压器系统。[0027]相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1.本发明通过实时监测双节能卷铁芯智能变压器的负载变化，当双节能卷铁芯智能变压器轻载运行时，分析轻载状态下双节能卷铁芯智能变压器的输出电压和运行容量适宜的下调量，实现轻载状态下双节能卷铁芯智能变压器的负载自适应调节，减少空载损耗。[0028]2.本发明通过实时监测双节能卷铁芯智能变压器的负载变化，当双节能卷铁芯智能变压器重载运行时，分析重载状态下双节能卷铁芯智能变压器的输出电压和运行容量适宜的上调量，实现重载状态下双节能卷铁芯智能变压器的负载自适应调节，确保供电质量。附图说明[0029]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附[0030]图1为本发明的系统模块连接图。[0031]图2为本发明的流程图。具体实施方式[0032]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完8[0035]所述变压器负载实时监测模块用于获取当前双节能卷铁芯智能变压器输出侧负[0036]进一步地，所述变压器负载实时监测模块的具体工作过程为：获取当前智能变压器输出侧负载的电流和电压并代入预设的负载功率的计算公式，得到当前智能变压器输出[0037]作为一种优选方案，通过安装在智能变压器输出侧的电流互感器和电压互感[0041]所述变压器运行调控需求判断模块用于将当前智能变压器的负载率与智能变压9[0047]所述轻载变压器电压及容量调节模块用于获取智能变压器的电压可调节范围和050]通过分析公式△U_=U₀-U额*(1-a%)得到基于智能变压器电压可调[0054]D2:获取智能变压器输出侧负载的电压耐受范围，进一步获取智能变压器输出侧正常工作而不被损坏的输入电压范围。在负载的电压[0059]获取智能变压器历史各次轻载状态运行降低的能量损耗与其总能耗之间的比值，[0060]E2:若智能变压器历史某次轻载状态运行对应的负载率与当前智能变压器的负载历史各次参照轻载状态运行对应的设置输出电压和节能率，在坐标系中标出对应的数据点，利用数学模型的建立方法，绘制智能变压器历史参照轻[0063]E3:获取当前智能变压器的输出电压与智能变压器的参考设置输出电压之间的差析公式U下调=&1*_+E₂*△U'+ε₃*△U"+δu得到轻载状态下智能变压器的输出电压适宜的下调量U下调，其中EE₂、&3分别表示预设的基于智能变压器电因子，8₁+8₂+E₃=1,δu_表示预设的轻载状态下智能变压器输出电压适宜下调量的补偿[0068]获取当前智能变压器的运行容量与智能变压器的参考设置运行容量之间的差量，和运行容量适宜的下调量，实现轻载状态下双节能卷铁芯智能变压器的负载自适应调节，[0073]所述重载变压器电压及容量调节模块用于获取智能变压器需要补偿的电压降和[0075]在一个具体实施例中，计算出智能变压器需要补偿的电压降为5V,即重载状态下[0079]获取智能变压器的参考设置输出电压与当前智能变压器的输出电压之间的差量，[0083]获取智能变压器历史各次参照重载状态运行对应的设置运行容量，并进行平均值计算，得到智能变压器的参考设置运行容量。[0084]获取当前智能变压器的运行