CN102522755A - 一种家用型降压节电装置 - Google Patents

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解大
余志文
乔歆慧
贾玉健
张延迟
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Abstract

本发明公开了一种家用型降压节电装置，包括可控并联电容组、控制中心以及依次连接在供电电网和负荷之间的网侧电压互感器、电压稳定调节器、负荷电压互感器和电流互感器，其中：所述电压稳定调节器包括相互并联的调谐电容、保护断路器和一支路，该支路由调制电感与两个晶闸管反向并联形成的晶闸管组串联而成；所述可控并联电容组并联在所述供电电网的两端，并连接所述控制中心；所述控制中心接收所述电流互感器、网侧电压互感器和负荷电压互感器的输出值，将处理后得到的触发信号和控制信号，分别发送给所述晶闸管组和可控并联电容组；本发明既能精确地调节负荷的用电电压，也能补偿负荷的无功功率，综合实现用户节电的目的。

Description

一种家用型降压节电装置
技术领域
本发明涉及一种节电装置，尤其涉及一种家用型降压节电装置。
背景技术
随着电力技术的不断发展，节电技术的发展受到各国重视，各种节电设备应运而生，但主要是针对大型用电负荷的，适合于家用的节电设备少之又少。在配电网中，供电部门通常采取提高电压的方式来保证负荷供电的连续性，在380V系统中允许的电压波动可以为额定的10％，对于单相系统，家用电器的用电电压一般在220-240V，用电设备长时间工作在高压状态会缩短影响设备寿命，电器设备的高压运行也会出现供电过剩情况。
高压电力系统通常采取串补电感或电容的方法来降低或抬高负荷点的电压，但此类方法常常会诱发电力系统的谐振，危害电力系统的安全，也影响负荷点的供电连续性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种家用型降压节电装置，它既能精确地调节负荷的用电电压，也能补偿负荷的无功功率，综合实现用户节电的目的。
实现上述目的的技术方案是：
一种家用型降压节电装置，连接在供电电网和负荷之间，所述降压节电装置包括可控并联电容组、控制中心以及依次连接在所述供电电网和负荷之间的网侧电压互感器、电压稳定调节器、负荷电压互感器和电流互感器，其中：
所述电压稳定调节器包括调谐电容、调制电感、保护断路器以及两个晶闸管反向并联形成的晶闸管组，其中，所述调谐电容连接所述网侧电压互感器和负荷电压互感器，所述调制电感串联所述晶闸管组形成的支路和所述保护断路器分别并联在所述调谐电容的两端；
所述可控并联电容组并联在所述供电电网的两端，并连接所述控制中心；
所述控制中心，接收所述电流互感器输出的电流，并将该电流滤波校正后形成一基波信号；接收所述负荷电压互感器输出的负荷电压，并通过比较该负荷电压与设定值的大小，计算得到触发角；将所述基波信号和触发角合成为一触发信号，该触发信号经过所述控制中心自带的驱动电路输出给所述晶闸管组中的两个晶闸管；
所述控制中心，根据接收自所述电流互感器输出的电流以及所述网侧电压互感器输出的网侧电压，计算无功功率，并根据所得无功功率的数值输出控制信号给所述可控并联电容组，调节可控并联电容器组的投切。
上述的家用型降压节电装置，其中，所述可控并联电容组包括若干并联的由控制开关和电容串联形成的串联支路。
上述的家用型降压节电装置，其中，所述控制中心计算得到的无功功率，指所述负荷连同所述电压稳定调节器的无功功率。
本发明的有益效果是：本发明既能精确地调节负荷的用电电压，也能补偿负荷的无功功率，综合实现用户节电的目的；同时，本发明结构简单，操作简便。
附图说明
图1是本发明的家用型降压节电装置的结构及控制框图；
图2是调谐电容C为1300uF，调制电感L为1.25mH时的阻抗特性图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的家用型降压节电装置，连接在供电电网1和负荷2之间，所述降压节电装置包括可控并联电容组3、控制中心4以及依次连接在供电电网1和负荷2之间的网侧电压互感器PT1、电压稳定调节器5、负荷电压互感器PT2和电流互感器CT，其中：
电压稳定调节器5包括调谐电容C、调制电感L、保护断路器K以及两个晶闸管反向并联形成的晶闸管组51，调谐电容C连接网侧电压互感器PT1和负荷电压互感器PT2，调制电感L与晶闸管组51串联后形成一支路，该支路并联在调谐电容C的两端，保护断路器K并联在调谐电容C的两端；
可控并联电容组3并联在供电电网1的两端，同时连接控制中心；
控制中心4接收电流互感器CT输出的电流，并将该电流滤波校正后形成一基波信号；控制中心4接收负荷电压互感器PT2输出的负荷电压，并通过比较该负荷电压与预先存在控制中心4中的设定值的大小，计算得到触发角；控制中心4将上述得到的基波信号和触发角合成为一触发信号，该触发信号经过控制中心4自带的驱动电路输出给晶闸管组51中的两个晶闸管；可将调谐电容C、调制电感L以及晶闸管组51等效为一动态电感，上述得到的触发角越大，该动态电感的等效阻抗越大，从而电压降越大。
在负荷2的一侧串联电感将降低负荷2的功率因数，控制中心4根据接收自电流互感器CT输出的电流以及网侧电压互感器PT1输出的网侧电压，计算负荷2连同电压稳定调节器5的无功功率，并根据所得无功功率的数值输出控制信号给可控并联电容组3，调节可控并联电容器组3的投切，以改善总体的功率因数。当供电电网1由于负荷过重而导致负荷点电压偏低时，可通过投入大量的并联电容组用以维持负荷点的电压。
可控并联电容组3包括若干并联的由控制开关和电容串联形成的串联支路。在本实施例中，可控并联电容组3包括三条并联的由控制开关和电容串联形成的串联支路。
在本发明中的调制电感L可为固定电感或可变电感，调谐电容C及可控并联电容器组3中的电容可为固定电容或可变电容。
图2为调谐电容C为1300uF，调制电感L为1.25mH时的阻抗特性图。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种家用型降压节电装置，连接在供电电网和负荷之间，其特征在于，所述降压节电装置包括可控并联电容组、控制中心以及依次连接在所述供电电网和负荷之间的网侧电压互感器、电压稳定调节器、负荷电压互感器和电流互感器，其中：
所述电压稳定调节器包括调谐电容、调制电感、保护断路器以及两个晶闸管反向并联形成的晶闸管组，其中，所述调谐电容连接所述网侧电压互感器和负荷电压互感器，所述调制电感串联所述晶闸管组形成的支路和所述保护断路器分别并联在所述调谐电容的两端；
所述可控并联电容组并联在所述供电电网的两端，并连接所述控制中心；
所述控制中心，接收所述电流互感器输出的电流，并将该电流滤波校正后形成一基波信号；接收所述负荷电压互感器输出的负荷电压，并通过比较该负荷电压与设定值的大小，计算得到触发角；将所述基波信号和触发角合成为一触发信号，该触发信号经过所述控制中心自带的驱动电路输出给所述晶闸管组中的两个晶闸管；
所述控制中心，根据接收自所述电流互感器输出的电流以及所述网侧电压互感器输出的网侧电压，计算无功功率，并根据所得无功功率的数值输出控制信号给所述可控并联电容组，调节可控并联电容器组的投切。
2.根据权利要求1所述的家用型降压节电装置，其特征在于，所述可控并联电容组包括若干并联的由控制开关和电容串联形成的串联支路。
3.根据权利要求1或2所述的家用型降压节电装置，其特征在于，所述控制中心计算得到的无功功率，指所述负荷连同所述电压稳定调节器的无功功率。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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