CN105846440A - 一种电压补偿器及电压补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电设备技术领域，提供一种电压补偿器和电压补偿方法，电压补偿器包括单片机、补偿线圈、电源稳压电路及接触器控制电路，单片机分别与电源稳压电路、接触器控制电路连接，电源稳压电路与输入相线连接；补偿线圈包括主线圈、第一副线圈和第二副线圈，主线圈输入端连接输入相线，主线圈输出端连接输出相线，第一副线圈输入端连接输入相线，输出端连接零线，第二副线圈输入端连接输入相线，输出端连接零线，第一副线圈连接输入相线的一端设有第一接触器，第二副线圈连接输入相线的一端设有第二接触器；接触器控制电路分别与第一接触器、第二接触器连接，从而实现对输入相线的电压的自动补偿，使供电电压满足国家供电标准要求。

Description

一种电压补偿器及电压补偿方法

技术领域

本发明属于输电设备技术领域，尤其涉及一种电压补偿器及电压补偿方法。

背景技术

电压质量对电网稳定及电力设备的安全运行、线路损耗和城乡居民生活用电都有直接影响。随着经济的高速发展，农村家庭居民购买大量的家用电器以及电力排灌机井等电动机械，致使农业用电负荷剧增。

目前，用户端的使用电压一般达不到供电标准中要求的电压，例如220V供电，实际的供电电压可能低于或高于220V，该不稳定的供电电压可能造成用户端用电设备烧坏等情形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压补偿器，旨在解决现有技术中用户端的使用电压一般达不到供电标准中要求的电压，可能造成用户端用电设备烧坏等情形的问题。

本发明是这样实现的，一种电压补偿器，所述电压补偿器包括单片机、补偿线圈、电源稳压电路以及接触器控制电路，其中：

所述单片机分别与所述电源稳压电路、接触器控制电路连接，所述电源稳压电路与输入相线连接；

所述补偿线圈包括主线圈、第一副线圈和第二副线圈，所述主线圈输入端连接所述输入相线，所述主线圈输出端连接输出相线，所述第一副线圈输入端连接所述输入相线，输出端连接零线，第二副线圈输入端连接所述输入相线，输出端连接零线，所述第一副线圈连接输入相线的一端设有第一接触器，所述第二副线圈连接输入相线的一端设有第二接触器；

所述接触器控制电路分别与所述第一接触器、第二接触器连接。

作为一种改进的方案，所述电源稳压电路包括整流电路和稳压电路，其中，所述整流电路与所述输入相线连接，所述整流电路和所述稳压电路分别与所述单片机连接。

作为一种改进的方案，所述单片机包括采样信号比对模块、计算模块和信号输出模块，其中，所述计算模块分别与所述信号比对模块和信号输出模块连接。

作为一种改进的方案，所述电压补偿器还包括上电延时电路，所述上电延时电路与所述单片机连接，所述主线圈输出端的输出相线上设有第三接触器，所述第三接触器与所述上电延时电路连接。

作为一种改进的方案，所述电压补偿器还包括过压保护电路，所述过压保护电路分别与所述单片机的信号输出模块连接，所述主线圈输出端的输出相线上还设有第四接触器，所述第四接触器与所述过压保护电路连接。

本发明的另一目的在于提供一种基于电压补偿器的电压补偿方法，所述方法包括下述步骤：

电源稳压电路对输入相线上的交流电压信号进行采集，执行整流动作，同时为所述单片机提供电源电压，并获取电压补偿信号；

单片机对所述电压补偿信号进行信号比对，计算电压补偿参数，并生相应的电压补偿信号输送给所述接触器控制电路；

所述接触器控制电路根据所述电压补偿信号控制所述第一接触器或第二接触器闭合，控制所述第一副线圈或第二副线圈对所述主线圈进行电压补偿。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

当所述单片机通电工作时，上电延时电路延时闭合所述第三接触器。

作为一种改进的方案，所述方法还包括下述步骤：

当所述单片机计算得到的电压补偿参数大于预先设定的过电压保护阈值时，过压保护电路控制打开第四接触器，断开输出相线。

在本发明中，电压补偿器包括单片机、补偿线圈、电源稳压电路以及接触器控制电路，单片机分别与电源稳压电路、接触器控制电路连接，电源稳压电路与输入相线连接；补偿线圈包括主线圈、第一副线圈和第二副线圈，主线圈输入端连接所述输入相线，主线圈输出端连接输出相线，第一副线圈输入端连接所述输入相线，输出端连接零线，第二副线圈输入端连接输入相线，输出端连接零线，第一副线圈连接输入相线的一端设有第一接触器，第二副线圈连接输入相线的一端设有第二接触器；接触器控制电路分别与第一接触器、第二接触器连接，从而实现对输入相线的电压的自动补偿，使到达用户端的供电电压满足国家供电标准要求。

附图说明

图1是本发明提供的电压补偿器的结构原理图；

图2是本发明提供的电压补偿方法的实现流程图；

其中，1-单片机，2-补偿线圈，3-电源稳压电路，4-接触器控制电路，5-主线圈，6-第一副线圈，7-第二副线圈，8-输入相线，9-零线，10-第一接触器，11-第二接触器，12-整流电路，13-稳压电路，14-采样信号比对模块，15-计算模块，16-信号输出模块，17-上电延时电路，18-第三接触器，19-过压保护电路，20-第四接触器，21-输出相线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明相关的部分。

电压补偿器包括单片机1、补偿线圈2、电源稳压电路3以及接触器控制电路4，其中：

单片机1分别与电源稳压电路3、接触器控制电路4连接，电源稳压电路3与输入相线连接；

补偿线圈2包括主线圈5、第一副线圈6和第二副线圈7，主线圈5输入端连接输入相线8，主线圈5输出端连接输出相线21，第一副线圈6输入端连接输入相线8，输出端连接零线9，第二副线圈7输入端连接输入相线8，输出端连接零线9，第一副线圈6连接输入相线8的一端设有第一接触器10，第二副线圈7连接输入相线8的一端设有第二接触器11；

接触器控制电路4分别与第一接触器10、第二接触器11连接，用于根据单片机1输出的电压补偿信号，控制第一接触器10和第二接触器11的闭合时间。

其中，该第一副线圈6和第二副线圈7主要用于在通电时，为上述主线圈5提供电压补偿，主线圈5自动对输入相线8上的电压进行补偿，下述有具体的事例进行说明，在此不再赘述。

在本发明实施例中，如图1所示，电源稳压电路3主要用于对输入相线8上的电压进行采样取样，然后分析生成电压补偿信号，同时为单片机1等用电器件进行供电，其中，该电源稳压电路3包括整流电路12和稳压电路13，其中，整流电路12与输入相线8连接，整流电路12和稳压电路13分别与单片机1连接；

该整流电路12将输入相线8的电压信号进行整流滤波后，一路提供给单片机1作为电压补偿信号，另一路经稳压电路13后，为单片机1供电，在此不再赘述。

进一步地，如图1所示，单片机1包括采样信号比对模块14、计算模块15和信号输出模块16，其中，计算模块15分别与信号比对模块和信号输出模块16连接；

该采样信号比对模块14与上述整流电路12连接，主要用于对电压补偿信号进行比对分析，判断确定当前输入相线8输入到主线圈5的电压，从而通过计算模块15生成需要补偿的电压参数，并通过信号输出模块16输出到接触器控制电路4上。

在本发明实施例中，电压补偿器还包括上电延时电路17，该上电延时电路17与单片机1连接，主线圈5输出端的输出相线21上设有第三接触器18，第三接触器18与上电延时电路17连接；

其中，该上电延时电路17主要用于防止通电开始时，单片机1输出误动指令，造成错误控制，该延时时间可以设置为5至15秒，即第三接触器18处于断开状态，当延时时间到达时，则闭合该接触器，单片机1对于接触器控制电路4的控制才有效。

在本发明实施例中，电压补偿器还包括过压保护电路19，该过压保护电路19分别与单片机1的信号输出模块16连接，主线圈5输出端的输出相线21上还设有第四接触器20，第四接触器20与过压保护电路19连接；

即当单片机1的信号输出模块16输出的电压高于预先设定的过电压保护阈值时，则控制断开该第四接触器20，保护整个电压补偿器，该预先设定的过电压保护阈值可以根据实际的需要进行例如，例如以220V标准电压为例，该过电压保护阈值可以设置为240V。

其中，上述稳压电路13也分别与该上电延时电路17、过压保护电路19连接，为两者进行供电。

图2示出了本发明提供的基于图1所示的电压补偿器的电压补偿方法的实现流程图，其具体包括下述步骤：

在步骤S101中，电源稳压电路3对输入相线8上的交流电压信号进行采集，执行整流动作，同时为单片机1提供电源电压，并获取电压补偿信号。

在步骤S102中，单片机1对电压补偿信号进行信号比对，计算电压补偿参数，并生相应的电压补偿信号输送给接触器控制电路4。

在步骤S103中，接触器控制电路4根据电压补偿信号控制第一接触器10或第二接触器11闭合，控制第一副线圈6或第二副线圈7对主线圈5进行电压补偿。

其中，当单片机1通电工作时，上电延时电路17延时闭合第三接触器18，该延时闭合的时间可以是5至15秒；

当单片机1计算得到的电压补偿参数大于预先设定的过电压保护阈值时，过压保护电路19控制打开第四接触器20，断开输出相线21。

为了便于理解，下述结合上述图1和图2所示的实施例，进行事例说明：

以输入相线8的标准电压为220V为例进行说明；

设定第一副线圈6为补偿15V同向交流电压，即当输入相线8的输入电压低于205V时，则在单片机1以及接触器控制电路4的控制下，第一副线圈6对应的第一接触器10开始闭合，第一副线圈6通电，第一副线圈6上产生15V的同向交流电压，主线圈5根据第一副线圈6产生的15V同向交流电压，将输入电压补偿为205+15＝220V，此时，第二接触器11处于断开状态；

设定第二副线圈7为补偿10V反向交流电压，即当输入相线8的输入电压高于230V时，则则在单片机1以及接触器控制电路4的控制下，第二副线圈7对应的第二接触器11开始闭合，第二副线圈7通电，第二副线圈7上产生10V的反向交流电压，主线圈5根据第二副线圈7产生的10V反向交流电压，将输入电压补偿为230-10＝220V，此时，由于输入相线8的输入电压高于205V，第一接触器10处于断开状态；

当输入相线8上输入的电压为205V-230V之间时，则单片机1无输出，第一接触器10和第二接触器11均处于断开状态，第一副线圈6和第二副线圈7均无电压输出。

在本发明中，电压补偿器包括单片机1、补偿线圈2、电源稳压电路3以及接触器控制电路4，单片机1分别与电源稳压电路3、接触器控制电路4连接，电源稳压电路与输入相线8连接；补偿线圈2包括主线圈5、第一副线圈6和第二副线圈7，主线圈5输入端连接输入相线8，主线圈5输出端连接输出相线21，第一副线圈6输入端连接输入相线8，输出端连接零线9，第二副线圈7输入端连接输入相线8，输出端连接零线9，第一副线圈6连接输入相线8的一端设有第一接触器10，第二副线圈7连接输入相线8的一端设有第二接触器11；接触器控制电路4分别与第一接触器10、第二接触器11连接，从而实现对输入相线8的电压的自动补偿，使到达用户端的供电电压满足国家供电标准要求，其具有如下技术效果：

(1)电网电压波动时，提供稳定的380V/220V电压，避免用户设备的烧坏；

(2)该电压补偿器耗电低，使用寿命比其它类型的调压器长，内部结构简单，维护工作量少；

(3)该电压补偿器通过多台级联方式，提高电压调整范围，输出功率稳定，不存在其它类型调压器电压过低时，要降功率使用的问题；

(4)无中断供电方式，用户供电电压无瞬间跌落现象，稳定性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电压补偿器，其特征在于，所述电压补偿器包括单片机、补偿线圈、电源稳压电路以及接触器控制电路，其中：

所述单片机分别与所述电源稳压电路、接触器控制电路连接，所述电源稳压电路与输入相线连接；

所述补偿线圈包括主线圈、第一副线圈和第二副线圈，所述主线圈输入端连接所述输入相线，所述主线圈输出端连接输出相线，所述第一副线圈输入端连接所述输入相线，输出端连接零线，第二副线圈输入端连接所述输入相线，输出端连接零线，所述第一副线圈连接输入相线的一端设有第一接触器，所述第二副线圈连接输入相线的一端设有第二接触器；

所述接触器控制电路分别与所述第一接触器、第二接触器连接。

2.根据权利要求1所述的电压补偿器，其特征在于，所述电源稳压电路包括整流电路和稳压电路，其中，所述整流电路与所述输入相线连接，所述整流电路和所述稳压电路分别与所述单片机连接。

3.根据权利要求2所述的电压补偿器，其特征在于，所述单片机包括采样信号比对模块、计算模块和信号输出模块，其中，所述计算模块分别与所述信号比对模块和信号输出模块连接。

4.根据权利要求3所述的电压补偿器，其特征在于，所述电压补偿器还包括上电延时电路，所述上电延时电路与所述单片机连接，所述主线圈输出端的输出相线上设有第三接触器，所述第三接触器与所述上电延时电路连接。

5.根据权利要求3所述的电压补偿器，其特征在于，所述电压补偿器还包括过压保护电路，所述过压保护电路分别与所述单片机的信号输出模块连接，所述主线圈输出端的输出相线上还设有第四接触器，所述第四接触器与所述过压保护电路连接。

6.一种基于权利要求1所述的电压补偿器的电压补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

电源稳压电路对输入相线上的交流电压信号进行采集，执行整流动作，同时为所述单片机提供电源电压，并获取电压补偿信号；

单片机对所述电压补偿信号进行信号比对，计算电压补偿参数，并生相应的电压补偿信号输送给所述接触器控制电路；

所述接触器控制电路根据所述电压补偿信号控制所述第一接触器或第二接触器闭合，控制所述第一副线圈或第二副线圈对所述主线圈进行电压补偿。

7.根据权利要求6所述的电压补偿方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

当所述单片机通电工作时，上电延时电路延时闭合所述第三接触器。

8.根据权利要求6所述的电压补偿方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

当所述单片机计算得到的电压补偿参数大于预先设定的过电压保护阈值时，过压保护电路控制打开第四接触器，断开输出相线。