CN102412577B - 无断点运行节电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无断点运行节电装置，包括节电电路、旁路电路、节电控制电路和过流保护控制电路；节电控制电路包括电压信号取样电路、节电档位控制电路、驱动电路、整流电路、直流稳压电路和电压零点触发电路；过流保护控制电路包括电流互感器、电流信号取样电路、过流信号判断电路、节电接触器和旁路接触器；本发明可以根据电网输入电压和用电负载变化所反馈的参数信息及时的调整供电线路，从而改变输入电压和电流，以优化供电参数，限制多余的功率输出，从而节省电能。另外，利用电压零点触发电路通过驱动电路触发电磁补偿器，可抑制谐波的产生和减少冲击电流的幅值，实现电路的无断点节电转换，从而延长用电设备的使用寿命。

Description

无断点运行节电装置

技术领域

本发明涉及一种节电装置，尤其涉及一种适合于交流低压电网380V或220V供电系统中使用的节电装置。

背景技术

降低能源消耗是我国的基本国策，“十二五”中国仍处于工业化加速发展阶段，能源资源和环境约束更趋强化，工业转型升级和绿色发展的任务繁重，各行业节能的任务比“十一五”更重。为此，深入贯彻落实科学发展观，坚持降低能源消耗强度、推动技术进步、强化工程措施、大幅度提高能源利用效率，推进节能减排工作格局，确保实现“十二五”节能减排约束性目标，加快建设资源节约型、环境友好型社会是我国政府对“十二五” 期间提出的节能减排总体要求。并在《国务院节能减排综合性工作方案》中做出了“十二五” 期间能耗下降的主要目标：“到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%，比2005年的1.276吨标准煤下降32%；“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨分别下降8%；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨分别下降10%。”由此可见，“十二五”时期节能减排形势仍然十分严峻，任务十分艰巨。

电力是国民经济发展的基础资源，节能减排的重要内容之一就是节约电力资源，也就是节电。大家知道，我国的电力生产主要是靠火力来发电，而火力发电的原料主要是煤，它是一种不可再生的能源。因此，节约电力资源就意味着节约大量的煤炭，降低二氧化碳的排放量，减轻对生态环境的损害。

目前电力系统中使用多种节电装置，这些节电装置大都是通过电路切换来实现节电运行及旁路运行的，在电路切换过程中，对负载的电源会产生瞬时断开现象，从而形成电路断点切换，电路切换瞬间还会产生的冲击电压和电流以及自感电势，会对供电系统产生电磁干扰和不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在交流低压电网380V或220V供电系统中能够改善供电品质、优化供电参数，稳定供电电压和电流，抑制浪涌电流和谐波、提高功率因数、保护用电设备，可以延长设备使用寿命，减少不必要的有功输出的无断点运行节电装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：无断点运行节电装置，包括连接在供电线路相线端与用电负载相线端的节电电路，连接在供电线路相线端与用电负载相线端的旁路电路，所述节电电路连接有节电控制电路和过流保护控制电路，所述节电电路包括电磁补偿器，所述电磁补偿器的主绕组的两端分别与所述供电线路相线端和用电负载相线端连接，所述电磁补偿器的辅助绕组的始端连接至供电线路相线端，所述辅助绕组设有至少一个抽头，所述辅助绕组被所述抽头分割成至少两个相互串联的辅助子绕组，所述辅助子绕组的尾端分别通过双向晶闸管连接至节电接触器的常开触头，所述节电接触器的常开触头连接至供电线路的零线；所述旁路电路包括连接在所述供电线路相线端与用电负载相线端的旁路接触器常开触头；所述节电控制电路包括电连接在所述供电线路相线端用于采集电压信号的电压信号取样电路，所述电压信号取样电路输出端电连接有节电档位控制电路，所述节电档位控制电路电连接有用于双向晶闸管的驱动电路；还包括电连接在所述供电线路输入端的整流电路，所述整流电路输出端电连接有为节电电路提供工作电源的直流稳压电路；所述整流电路还连接有电压零点触发电路，所述电压零点触发电路电连接所述节电档位控制电路；所述过流保护控制电路包括安装在供电线路相线端的电流互感器，所述电流互感器输出端电连接有电流信号取样电路，所述电流信号取样电路输出端电连接有过流信号判断电路，所述过流信号判断电路输出端电连接有节电接触器和旁路接触器。

作为一种优选的技术方案，所述电压零点触发电路包括电连接在所述整流电路输出端的电阻R31，所述电阻R31的输出端分别电连接电阻R32和电容C4的输入端及比较器A4的电压参考端，所述比较器A4的电压输入端通过电阻R33电连接所述直流稳压电路的输出端，所述比较器A4的电压输入端还电连接二极管VD10的正极，所述电阻R32和电容C4的输出端及二极管VD10的负极分别与公共地端连接，比较器A4的电压输出端通过电阻R35电连接三极管VT15的基极，所述三极管VT15的集电极通过电阻R34电连接所述直流稳压电路的输出端，所述三极管VT15的发射极通过电阻R36与公共地端连接。

作为一种优选的技术方案，所述电流信号取样电路包括电连接在所述电流互感器输出端的变压器TC，所述变压器TC的输出端并联电连接有电阻R37和可调电阻RP3，所述可调电阻RP3的滑动触点电连接二极管VD15的正极，所述二极管VD15的负极与电阻R38串联后电连接二极管VD16的负极和电阻R39的输入端，所述电阻R39的输出端连接电容C5的正极和稳压二极管DW2的负极以及所述过流信号判断电路，所述二极管VD16的正极、所述电容C5的负极和所述稳压二极管DW2的正极与公共地端相连。

作为一种优选的技术方案，所述过流信号判断电路包括与所述稳压二极管DW2负极电连接的可调电阻RP4的输入端，所述可调电阻RP4的滑动触点电连接电阻R40的输入端，所述可调电阻RP4的输出端和二极管VD17的负极分别与公共地端相连，所述电阻R40的输出端分别电连接集成电路IC3的正极和电阻R43的输入端，所述集成电路IC3的负极电连接电阻R41的输入端，所述电阻R41的输出端分别电连接电阻R42的输入端和所述二极管VD17的正极，所述电阻R42的输出端电连接所述直流稳压电路的输出端，所述电阻R43的输出端分别与所述集成电路IC3的输出端和电阻R44、电阻R46、电阻R47电连接，所述电阻R44的另一端分别连接电阻R45和电容C6的正极，所述电阻R45的另一端与三极管VT16的基极相连，所述电阻R46的另一端连接发光二极管LED1的正极，所述电阻R47的另一端连接三极管VT17的基极，所述三极管VT16的发射极、所述电容C6的负极、所述发光二极管LED1的负极、所述三极管VT17的发射极分别与公共地端相连，所述三极管VT16的集电极连接二极管VD18的正极和继电器KA线圈的一端，所述三极管VT17的集电极连接电阻R48的一端，所述电阻R48的另一端与蜂鸣器FM的负极相连，所述继电器KA线圈的另一端、所述二极管VD18的负极、所述蜂鸣器FM的正极连接所述直流稳压电路的输出端。

作为一种优选的技术方案，所述节电接触器KM1的线圈的输入端通过所述继电器KA的常闭触头电连接在供电线路相线端，所述节电接触器KM1的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述节电接触器KM1的线圈两端并联电连接有节电指示电路。

作为一种优选的技术方案，所述节电指示电路包括并联在所述节电接触器KM1的线圈输入端的电阻R49，所述电阻R49通过节电发光二极管LED2电连接在所述节电接触器KM1的线圈的输出端。

作为一种优选的技术方案，所述旁路接触器KM2的线圈的输入端通过所述继电器KA的常开触头电连接在供电线路相线端，所述旁路接触器KM2的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述旁路接触器KM2的线圈两端并联电连接有旁路指示电路。

作为一种优选的技术方案，所述旁路指示电路包括并联在所述旁路接触器KM2的线圈输入端的电阻R50，所述电阻R50通过旁路发光二极管LED1电连接在所述旁路接触器KM2的线圈的输出端。

由于采用了上述技术方案，无断点运行节电装置，包括连接在供电线路相线端与用电负载相线端的节电电路，连接在供电线路相线端与用电负载相线端的旁路电路，所述节电电路连接有节电控制电路和过流保护控制电路，所述节电电路包括电磁补偿器，所述电磁补偿器的主绕组的两端分别与所述供电线路相线端和用电负载相线端连接，所述电磁补偿器的辅助绕组的始端连接至供电线路相线端，所述辅助绕组设有至少一个抽头，所述辅助绕组被所述抽头分割成至少两个相互串联的辅助子绕组，所述辅助子绕组的尾端分别通过双向晶闸管连接至节电接触器的常开触头，所述节电接触器的常开触头连接至供电线路的零线；所述旁路电路包括连接在所述供电线路相线端与用电负载相线端的旁路接触器常开触头；所述节电控制电路包括电连接在所述供电线路相线端用于采集电压信号的电压信号取样电路，所述电压信号取样电路输出端电连接有节电档位控制电路，所述节电档位控制电路电连接有用于双向晶闸管的驱动电路；还包括电连接在所述供电线路输入端的整流电路，所述整流电路输出端电连接有为节电电路提供工作电源的直流稳压电路；所述整流电路还连接有电压零点触发电路，所述电压零点触发电路电连接所述节电档位控制电路；所述过流保护控制电路包括安装在供电线路相线端的电流互感器，所述电流互感器输出端电连接有电流信号取样电路，所述电流信号取样电路输出端电连接有过流信号判断电路，所述过流信号判断电路通过继电器的触点控制所述节电接触器和旁路接触器；本发明的有益效果是：在节电电路中设置的带有抽头的电磁补偿器，可以在电网节电运行时通过节电控制电路的选择实现节电档位变换，电压零点触发电路利用整流电路和直流稳压电路输出的双半波直流信号检测出电网电压的零电位点，并发出高电位信号，通过驱动电路电磁补偿器选择节电档位，实现电网无断点节电运行转换。另外通过电流互感器和电流信号取样电路检测电网电流信号，并通过过流信号判断电路确定是否出现过电流，当判断确定出现过电流时同时可以通过过流信号判断电路实现节电电路与旁路电路之间的自动转换。本发明可以根据电网输入电压和用电负载变化所反馈的参数信息及时的调整供电线路，从而改变输入电压和电流，达到在不影响负载正常运行的前提下，控制和稳定输出电压和电流，以优化供电参数，限制多余的功率输出，从而节省电能。另外，利用电压零点触发电路通过驱动电路触发电磁补偿器辅助子绕组的选择，可抑制谐波的产生和减少冲击电流的幅值，进一步降低电能的损失，对节能灯、电动设备此类的用电负载，可有效地抑制瞬变电压及电流的冲击，实现电路的无断点节电转换，从而延长用电设备的使用寿命。

附图说明  

图1是本发明实施例的原理框图；

图2是本发明实施例的电气原理图；

11-节电电路电路；12-旁路电路；2-电压信号取样电路；3-节电档位控制电路；4-驱动电路；5-电压零点触发电路；6-电流信号取样电路；7-过流信号判断电路；9-整流电路；10-直流稳压电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2共同所示的无断点运行节电装置，包括连接在供电线路相线端与用电负载相线端的节电电路11，连接在供电线路相线端与用电负载相线端的旁路电路12，所述节电电路11连接有节电控制电路和过流保护控制电路，其中所述节电电路11包括电磁补偿器TM，所述电磁补偿器TM的主绕组的两端分别与所述供电线路相线端和用电负载相线端连接，所述电磁补偿器TM的辅助绕组的始端连接至供电线路相线端，所述辅助绕组设有至少一个抽头，所述辅助绕组被所述抽头分割成至少两个相互串联的辅助子绕组，本实施例中设置有四个抽头，所述辅助绕组被四个所述抽头分割成四个相互串联的辅助子绕组，所述辅助子绕组的尾端分别通过双向晶闸管连接至节电接触器KM1的常开触头，四个双向晶闸管依次编号为双向晶闸管VT1、双向晶闸管VT2、双向晶闸管VT3和双向晶闸管VT4，所述节电接触器KM1的常开触头连接至供电线路的零线，本实施例通过控制双向晶闸管VT1、双向晶闸管VT2、双向晶闸管VT3和双向晶闸管VT4的导通，间接控制串入供电电路中的辅助子绕组来实现选择节电的档位。而所述旁路电路12包括连接在所述供电线路相线端与用电负载相线端的旁路接触器KM2的常开触头。

当低压电网电源正常工作时，节电接触器KM1的常开触头闭合，将节电电路11连接入供电线路中，并通过节电控制电路的控制实现节电档位的选择及运行控制；当低压电网电源出现过电流时，通过过流保护控制电路的将节电接触器KM1的常开触打开，同时将旁路接触器KM2的常开触头闭合，使电网通过旁路电路12运行，在节电电路11运行及转换过程中，电磁补偿器TM的主绕组始终是电连接在供电线路相线端和用电负载相线端之间的，当转换完之后低压电网电源会通过旁路接触器KM2的常开触头闭合的支路运行，从而甩开电磁补偿器TM的主绕组支路，正是由于电磁补偿器TM的主绕组的运行，使电网在节电电路11与旁路电路12的转换过程中供给负载的电源不会产生有瞬时断开现象，从而实现了节电和旁路无断点运行的切换。

所述节电控制电路包括电连接在所述供电线路相线端用于采集电压信号的电压信号取样电路2，所述电压信号取样电路2输出端电连接有节电档位控制电路3，所述节电档位控制电路3电连接有用于双向晶闸管的驱动电路4；还包括电连接在所述供电线路输入端的整流电路9，所述整流电路9输出端电连接有为节电电路11提供工作电源的直流稳压电路10；所述整流电路9还连接有电压零点触发电路5，所述电压零点触发电路5电连接所述节电档位控制电路3。

本实施例中电压信号取样电路2包括正极端电连接在低压电网电源相线上的二极管VD1，与二极管VD1串联的电阻R1，与电阻R1的另一端相连的可调电阻RP1和二极管VD2的负极，可调电阻PR1的另一端连接稳压二极管DW1的负极、电容C1的正极和节电档位控制电路3输入端即电阻R1、电阻R5的一端，二极管VD2的正极、电容C1和稳压二极管DW1的负极与公共地端相连。

节电档位控制电路3包括电连接在电压信号取样电路2输出端即可调电阻PR1输出端的分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4，电连接在直流稳压电路10输出端(+12V)的节电整定分压电阻R8、可调电阻PR2，电连接在分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4和节电整定电压电阻R8、可调电阻PR2上的集成电路IC2（其中集成电路IC2由比较器A1、比较器A2、比较器A3、比较器A4组成），电连接在集成电路IC2输出端的逻辑门电路IC3，电连接在集成电路IC2输出端的光电耦合器IC5、光电耦合器IC8，电连接在逻辑门电路IC4输出端的光电耦合器IC6、光电耦合器IC7。集成电路IC2为集成电路LM324，集成电路IC2的2#、5#、10#脚分别通过电阻R9、电阻R11、电阻R13电连接在电阻R8和可调电阻PR2之间，集成电路IC2的3#脚通过电阻R5电连接在可调电阻PR1和电阻R2之间，集成电路IC2的6#脚通过电阻R6电连接在电阻R2和电阻R3之间，集成电路IC2的9#脚通过电阻R7电连接在电阻R3和电阻R4之间，由集成电路IC2中的比较器A4为核心所组成的电压零点触发电路5的12#脚通过电阻R33电连接在直流稳压电路10输出端上，比较器A4的13#脚通过电阻R31电连接在整流电路9输出端上。逻辑门电路IC4为集成电路CD4011，逻辑门电路IC4的1#脚电连接在集成电路IC2的1#脚上，逻辑门电路IC4的3#脚与自身的5#、6#脚连接，逻辑门电路IC4的8#、9#脚通过短接后与集成电路IC2的7#脚连接，逻辑门电路IC4的10#脚与自身的12#连接，逻辑门电路IC4的13#脚通过串联的二极管VD9和电阻R14与集成电路IC2的10#脚连接，通过二极管VD9与集成电路IC2的8#脚连接，光电耦合器IC5、IC6、IC7、IC8都是集成电路TLP509，光电耦合器IC5的1#脚通过电阻R20电连接在直流稳压电路10输出端上，光电耦合器IC5的2#脚电连接在集成电路IC2的1#脚上，光电耦合器IC6的1#脚通过电阻R21电连接在逻辑门电路IC4的4#脚上，光电耦合器IC7的2#脚电连接在逻辑门电路IC4的14#脚上，光电耦合器IC7的1#脚电连接在光电耦合器IC5的1#脚上，光电耦合器IC8的2#脚电连接在集成电路IC2的8#脚上，光电耦合器IC8的1#脚电连接在光电耦合器IC5的1#脚上，光电耦合器IC5、IC6、IC7、IC8的5#脚分别电连接在电压零点触发电路5的输出端上。

驱动电路4包括基极电连接在逻辑门电路IC4输出端上的三极管VT5，基极电连接在光电耦合器IC6输出端上的三极管VT6，基极电连接在光电耦合器IC7输出端上的三极管VT7，基极电连接在光电耦合器IC8输出端上的三极管VT8，正极端电连接在三极管VT5发射级上的二极管VD11，正极端电连接在三极管VT6发射极上的二极管VD12，正极端电连接在三极管VT7发射极上的二极管VD13，正极端电连接在三极管VT8发射极上的二极管VD14，三极管VT5、三极管VT6、三极管VT7、三极管VT8的集电极分别通过电阻R30电连接在直流稳压电路10输出端上，二极管VD11、二极管VD12、二极管VD13、二极管VD14的负极端分别与双向晶闸管VT1、VT2、VT3和VT4的控制端G1～G4连接。

所述电压零点触发电路5包括电连接在所述整流电路9输出端的电阻R31，所述电阻R31的输出端分别电连接电阻R32和电容C4的输入端及比较器A4的电压参考端，所述比较器A4的电压输入端通过电阻R33电连接所述直流稳压电路10的输出端，所述比较器A4的电压输入端还电连接二极管VD10的正极，所述电阻R32和电容C4的输出端及二极管VD10的负极分别与公共地端连接，比较器A4的电压输出端通过电阻R35电连接三极管VT15的基极，所述三极管VT15的集电极通过电阻R34电连接所述直流稳压电路的输出端，所述三极管VT15的发射极通过电阻R36与公共地端连接。

整流电路9包括电连接在低压电网电源上的变压器TB，电连接在变压器TB次级绕组上的桥式整流电路即二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6组成的电路上。

直流稳压电路10包括正极电连接在整流电路9输出端的二极管D7，电连接在二级管D7上的稳压集成模块IC1。稳压集成模块IC1为LM7812集成稳压块，在稳压集成模块IC1两端分别电连接有电容C2和电容C3。

所述节电控制电路中的电压信号取样电路2、节电档位控制电路3、驱动电路4、整流电路9和直流稳压电路10这几个电路模块的工作原理为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在这里不再赘述。

在所述节电控制电路中，电压零点触发电路5可以有效地防止双向晶闸管TV1～TV4在接通或断开电磁补偿器TM的辅助子绕组的抽头位置时，产生的冲击电压和瞬时电流以及自感电势所造成的高电压对供电系统的电磁干扰和不良影响，主要采用了本部分电路利用电压零触发控制来电路通断的工作方式，其工作原理如下：

通过整流电路9的整流工作，在整流电路9的输出端会输出一个脉动的双半波直流信号，通过这个双半波直流信号便可测出低压电网电源的电压零电位点，从而使电磁补偿器TM辅助绕组工作在交流电压的零电位点，同时整流电路9将双半波直流信号传送给零电压触发控制电路5，通过零电压触发控制电路5中的比较器A4，从而准确的捕捉到每个电压波形的零点电位，当电网处于零点电位时，零电压触发控制电路5的输出端（即VT15导通）发出高电位信号，并通过驱动电路4对双向晶闸管触发极G1～G4的控制，从而实现双向晶闸管TV1～TV4的通断控制，实现节电档位的转换；若不在零电位点，则不允许双向晶闸管TV1～TV4进行通断切换。

所述过流保护控制电路包括安装在供电线路相线端的电流互感器TA，所述电流互感器TA输出端电连接有电流信号取样电路6，所述电流信号取样电路输出端电连接有过流信号判断电路7，所述过流信号判断电路通过继电器的触点控制所述节电接触器KM1和旁路接触器KM2。

所述电流信号取样电路6包括电连接在所述电流互感器TA输出端的变压器TC，所述变压器TC的输出端并联电连接有电阻R37和可调电阻RP3，所述可调电阻RP3的滑动触点电连接二极管VD15的正极，所述二极管VD15的负极与电阻R38串联后电连接二极管VD16的负极和电阻R39的输入端，所述电阻R39的输出端连接电容C5的正极和稳压二极管DW2的负极以及所述过流信号判断电路7，所述二极管VD16的正极、所述电容C5的负极和所述稳压二极管DW2的正极与公共地端相连。

所述过流信号判断电路7包括与所述稳压二极管DW2负极电连接的可调电阻RP4的输入端，所述可调电阻RP4的滑动触点电连接电阻R40的输入端，所述可调电阻RP4的输出端和二极管VD17的负极分别与公共地端相连，所述电阻R40的输出端分别电连接集成电路IC3的正极和电阻R43的输入端，所述集成电路IC3的负极电连接电阻R41的输入端，所述电阻R41的输出端分别电连接电阻R42的输入端和所述二极管VD17的正极，所述电阻R42的输出端电连接所述直流稳压电路的输出端，所述电阻R43的输出端分别与所述集成电路IC3的输出端和电阻R44、电阻R46、电阻R47电连接，所述电阻R44的另一端分别连接电阻R45和电容C6的正极，所述电阻R45的另一端与三极管VT16的基极相连，所述电阻R46的另一端连接发光二极管LED1的正极，所述电阻R47的另一端连接三极管VT17的基极，所述三极管VT16的发射极、所述电容C6的负极、所述发光二极管LED1的负极、所述三极管VT17的发射极分别与公共地端相连，所述三极管VT16的集电极连接二极管VD18的正极和继电器KA线圈的一端，所述三极管VT17的集电极连接电阻R48的一端，所述电阻R48的另一端与蜂鸣器FM的负极相连，所述继电器KA线圈的另一端、所述二极管VD18的负极、所述蜂鸣器FM的正极连接所述直流稳压电路10的输出端。

所述节电接触器KM1的线圈的输入端通过所述继电器KA的常闭触头电连接在供电线路相线端，所述节电接触器KM1的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述节电接触器KM1的线圈两端并联电连接有节电指示电路,所述节电指示电路包括并联在所述节电接触器KM1的线圈输入端的电阻R49，所述电阻R49通过节电发光二极管LED2电连接在所述节电接触器KM1的线圈的输出端。当节电发光二极管LED2亮时，说明电网正在节电运行。

所述旁路接触器KM2的线圈的输入端通过所述继电器KA的常开触头电连接在供电线路相线端，所述旁路接触器KM2的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述旁路接触器KM2的线圈两端并联电连接有旁路指示电路。所述旁路指示电路包括并联在所述旁路接触器KM2的线圈输入端的电阻R50，所述电阻R50通过旁路发光二极管LED1电连接在所述旁路接触器KM2的线圈的输出端，当旁路发光二极管LED1亮时，说明电网正在旁路运行。

所述过流保护控制电路的工作原理为：通过电流互感器TA与电流信号取样电路6的配合使用，实现电网电流的取样；过流信号判断电路7将取样电流进行判断，确定取样电流是否处于过电流状态，当确定电网电流超过了处于运行中的节电电路11的工作电流额定值时，集成电路IC3中的比较器A5的14#脚输出高电平，三极管VT17导通，蜂鸣器FM发出报警，经过整定延时电阻R44和电容C6的延时，若节电回路11仍处于过电流状态，则三极管VT6导通，继电器KA线圈获电，继电器KA的常闭触头动作，将节电接触器KM1断电，断开节电接触器KM1的常开触头，使电磁补偿器TM的辅助绕组通电回路断开，同时旁路接触器KM2获电，旁路接触器KM2的常开触头闭合，在旁路接触器KM2触头未闭合前，低压电网电源通过电磁补偿器TM的主绕组保持给负载供电，避免给负载带来电源瞬时断开的弊端，随即低压电网电源通过旁路接触器KM2的常开触头向负载供电，使低压电网电源处于旁路运行状态；经检测当低压电网电源电流下降到节电电路11的工作电流额定值时以下时，低压电网电源又会自动回到节电运行状态。

本发明在使用时，需要在三相电源上分别连接三个此装置即可组成三相节电装置，用于三相负载的节电，能够改善供电品质、优化供电参数，稳定供电电压和电流，抑制浪涌电流和谐波、提高功率因数、保护用电设备，可以延长设备使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.无断点运行节电装置，包括连接在供电线路相线端与用电负载相线端的节电电路，连接在供电线路相线端与用电负载相线端的旁路电路，所述节电电路连接有节电控制电路和过流保护控制电路，其特征在于：

所述节电电路包括电磁补偿器，所述电磁补偿器的主绕组的两端分别与所述供电线路相线端和用电负载相线端连接，所述电磁补偿器的辅助绕组的始端连接至供电线路相线端，所述辅助绕组设有至少一个抽头，所述辅助绕组被所述抽头分割成至少两个相互串联的辅助子绕组，所述辅助子绕组的尾端分别通过双向晶闸管连接至节电接触器的常开触头，所述节电接触器的常开触头连接至供电线路的零线；

所述旁路电路包括连接在所述供电线路相线端与用电负载相线端的旁路接触器常开触头；

所述节电控制电路包括电连接在所述供电线路相线端用于采集电压信号的电压信号取样电路，所述电压信号取样电路输出端电连接有节电档位控制电路，所述节电档位控制电路电连接有用于双向晶闸管的驱动电路；还包括电连接在所述供电线路输入端的整流电路，所述整流电路输出端电连接有为节电电路提供工作电源的直流稳压电路；所述整流电路还连接有电压零点触发电路，所述电压零点触发电路电连接所述节电档位控制电路；

所述过流保护控制电路包括安装在供电线路相线端的电流互感器，所述电流互感器输出端电连接有电流信号取样电路，所述电流信号取样电路输出端电连接有过流信号判断电路，所述过流信号判断电路输出端电连接有节电接触器和旁路接触器；

所述电压零点触发电路包括电连接在所述整流电路输出端的电阻R31，所述电阻R31的输出端分别电连接电阻R32和电容C4的输入端及比较器A4的电压参考端，所述比较器A4的电压输入端通过电阻R33电连接所述直流稳压电路的输出端，所述比较器A4的电压输入端还电连接二极管VD10的正极，所述电阻R32和电容C4的输出端及二极管VD10的负极分别与公共地端连接，比较器A4的电压输出端通过电阻R35电连接三极管VT15的基极，所述三极管VT15的集电极通过电阻R34电连接所述直流稳压电路的输出端，所述三极管VT15的发射极通过电阻R36与公共地端连接；

所述电流信号取样电路包括电连接在所述电流互感器输出端的变压器TC，所述变压器TC的输出端并联电连接有电阻R37和可调电阻RP3，所述可调电阻RP3的滑动触点电连接二极管VD15的正极，所述二极管VD15的负极与电阻R38串联后电连接二极管VD16的负极和电阻R39的输入端，所述电阻R39的输出端连接电容C5的正极和稳压二极管DW2的负极以及所述过流信号判断电路，所述二极管VD16的正极、所述电容C5的负极和所述稳压二极管DW2的正极与公共地端相连。

2. 如权利要求1所述的无断点运行节电装置，其特征在于：所述过流信号判断电路包括与所述稳压二极管DW2负极电连接的可调电阻RP4的输入端，所述可调电阻RP4的滑动触点电连接电阻R40的输入端，所述可调电阻RP4的输出端和二极管VD17的负极分别与公共地端相连，所述电阻R40的输出端分别电连接集成电路IC3的正极和电阻R43的输入端，所述集成电路IC3的负极电连接电阻R41的输入端，所述电阻R41的输出端分别电连接电阻R42的输入端和所述二极管VD17的正极，所述电阻R42的输出端电连接所述直流稳压电路的输出端，所述电阻R43的输出端分别与所述集成电路IC3的输出端和电阻R44、电阻R46、电阻R47电连接，所述电阻R44的另一端分别连接电阻R45和电容C6的正极，所述电阻R45的另一端与三极管VT16的基极相连，所述电阻R46的另一端连接发光二极管LED1的正极，所述电阻R47的另一端连接三极管VT17的基极，所述三极管VT16的发射极、所述电容C6的负极、所述发光二极管LED1的负极、所述三极管VT17的发射极分别与公共地端相连，所述三极管VT16的集电极连接二极管VD18的正极和继电器KA线圈的一端，所述三极管VT17的集电极连接电阻R48的一端，所述电阻R48的另一端与蜂鸣器FM的负极相连，所述继电器KA线圈的另一端、所述二极管VD18的负极、所述蜂鸣器FM的正极连接所述直流稳压电路的输出端。

3. 如权利要求2所述的无断点运行节电装置，其特征在于：所述节电接触器KM1的线圈的输入端通过所述继电器KA的常闭触头电连接在供电线路相线端，所述节电接触器KM1的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述节电接触器KM1的线圈两端并联电连接有节电指示电路。

4. 如权利要求3所述的无断点运行节电装置，其特征在于：所述节电指示电路包括并联在所述节电接触器KM1的线圈输入端的电阻R49，所述电阻R49通过节电发光二极管LED2电连接在所述节电接触器KM1的线圈的输出端。

5. 如权利要求4所述的无断点运行节电装置，其特征在于：所述旁路接触器KM2的线圈的输入端通过所述继电器KA的常开触头电连接在供电线路相线端，所述旁路接触器KM2的线圈的输出端连接至供电线路的零线；所述旁路接触器KM2的线圈两端并联电连接有旁路指示电路。

6. 如权利要求5所述的无断点运行节电装置，其特征在于：所述旁路指示电路包括并联在所述旁路接触器KM2的线圈输入端的电阻R50，所述电阻R50通过旁路发光二极管LED1电连接在所述旁路接触器KM2的线圈的输出端。

Images