CN105846441A - 低电压治理专用调压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低电压治理专用调压器，控制单元包括数字信号处理器、输入电压互感器、输出电压互感器和继电器驱动单元，所述输入电压互感器、输入电压互感器和继电器驱动单元均电性连接于所述数字信号处理器，所述继电器驱动单元连接于所述继电器；所述输入端子排连接于电源输入电缆、输入电压互感器的输入端、环形变压器的次级线圈的进线和控制单元的工作电源，所述输出端子排连接于电源输出电缆和输出电压互感器的输入端；所述电源输入电缆通过继电器连接于所述环形变压器。通过本发明可有效解决农村电网中的低电压治理问题。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备领域，具体涉及一种低电压治理专用调压器。
背景技术
随着我国国民经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，特别是广大农村地区的人民日子越过越好，新型家电及农机具的使用越来越广泛，农村用电需求量也快速地进行增长，单相设备的大量投入使用，使得配电台区负荷激增，主配电变压器容量不够；配电台区供电半径过长，线径过细，有功功率损耗过大；线路无功欠补严重，造成末端电压损失偏大；三相负荷严重不平衡，造成电压损失严重。同时，线路低电压的产生是随着时间、地域、季节的不同而改变，呈现多样性和复杂性，这是多年来摆在供电企业面前的技术难题。
供电企业的供电死角主要如下：
1、供电网络供电能力弱，供电半径过长，供电区域内有小水电接入区域。
2、配变布点少，低压供电半径长，户均容量小区域。
3、低压线路线径细，输送容量小区域。
4、配电改造有困难需要应急进行中短期低压治理的区域。
上述这些供电死角要进行大规模电网改造条件还不具备，有的还有许多实际困难。因此，为了解决最后一公里的输电难题低电压治理显得相当重要。
目前传统的治理低电压的方法有无功补偿、自耦变压器、电子稳压器、调高台区配电变压器输出电压、延伸10kV线路等，其不足之处在于：
1、无功补偿能降低视在电流，减少线路压降，从而间接达到升压的目的，因而其受到低压线路功率因数影响较大，存在较大局限性
2、通过自耦变压器直接升压，相同容量情况下装置耗材多，重量大，体积大，不但造价高，而且由于重量重，安装成本也大大增加
3、电子稳压器内部主要为功率电子器件，不适合在室外恶劣(高温、高湿)环境使用，容量难以大于3kVA以上，而且价格昂贵
4、通过调高台区配电变压器的输出电压，可以解决台区附近用户的低电压问题，但另一方面容易造成首端电压较高，另一方面不能解决由于供电半径过长引起的低电压问题
5、新增配电变压器升压对比：采用延伸10kV线路，新增配电变压器的方法，当然可以解决电压低的问题，但造价会非常高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种低电压治理专用调压器，实现对后端电压起到升压、稳压的作用，从而保证供电质量、提高电压合格率，不用延伸10KV线路，不需新增配电变压器。并且输出为正弦波，无谐波干扰，输出效率高，可长期连续工作，能承受短时超载，过载能力强，适用负载广泛，可与各类设备配合运行(如消谐、无功补偿设备)，很适合在大中功率场合下应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
低电压治理专用调压器，包括输入端子排、输出端子排、环形变压器、继电器和控制单元，所述控制单元包括数字信号处理器、输入电压互感器、输出电压互感器和继电器驱动单元，所述输入电压互感器、输入电压互感器和继电器驱动单元均电性连接于所述数字信号处理器，所述继电器驱动单元连接于所述继电器；所述输入端子排连接于电源输入电缆、输入电压互感器的输入端、环形变压器的次级线圈的进线和控制单元的工作电源，所述输出端子排连接于电源输出电缆和输出电压互感器的输入端；所述电源输入电缆通过继电器连接于所述环形变压器。
进一步地，所述控制单元还包括温度检测单元和散热装置，所述温度检测单元和散热装置分别电性连接于所述数字信号处理器。
进一步地，所述控制单元还包括有通讯模块电性连接于所述数字信号处理器，所述数字信号处理器通过所述通讯模块连接于上位机。
进一步地，所述控制单元还电性连接有显示装置。
进一步地，所述继电器包括继电器一、继电器二、继电器三、继电器四，所述环形变压器的初级线圈分为两段；所述继电器一和继电器二连接，所述继电器二直接连接于所述环形变压器的其中一段初级线圈，所述继电器一连接于所述继电器三，所述继电器三分别连接于环形变压器的两段初级线圈；所述继电器一还连接于所述电源输入电缆；所述电源输入电缆通过继电器四连接于所述环形变压器的次级线圈。
更进一步地，所述电源输入电缆还通过继电器四的常闭节点连接于所述输出端子排。
更进一步地，所述继电器一和继电器三互锁，继电器一常开，继电器三常闭。
本发明的有益效果在于：
1、输入端子排连接的电源输入电缆经继电器四常闭节点连接输出端子排，由输出端子排连接输出电缆直接为用户供电，实现了不断电设计，控制单元或直流单元失效后，系统默认为直通状态。自动转为直通时，入户电压与电网相同。
2、转换单元为机械结构，在接线方式上采用了互锁，失效后不会造成故障蔓延。转换单元的机械结构抗过载能力强，故障范围小，继电器J1与继电器J3之间互锁，即继电器J1常开，继电器J3常闭。
3、当用户端出现短路，输出电压互感器输出电压为零，微处理器在检测不到输出电压时即判断用户端短路，可实时控制J4继电器动作。
4、大容量转接装置：转换单元触点容量为额定工作容量的5倍以上，转接次数万次以上，余量系数大，可靠性高。转换单元采用大容量触点继电器，由于触点容量大，灭弧能力加强，触点烧结现象大大降低，因此寿命增长。
5、浪涌吸收：进线侧装有低残压避雷装置，有效吸收浪涌。
6、本发明是针对农村电网由于供电线路长、负荷变化大，而造成的供电电压跌落、压降等供电质量差的实际情况而开发的农网专用稳压装置，该调压器加大了分接调压的范围，提高了变压器分接开关的稳压能力。对后端电压起到升压、稳压的作用，从而保证供电质量、提高电压合格率，不用延伸10KV线路，不需新增配电变压器。并且输出为正弦波，无谐波干扰，输出效率高，可长期连续工作，能承受短时超载，过载能力强，适用负载广泛，可与各类设备配合运行(如消谐、无功补偿设备)，很适合在大中功率场合下应用。
7、本低压治理专用调压器具有体积小、重量轻、成本低、效率高、安装方便等特点。对比传统的升压改造手段，采用低电压治理专用调压器投资低，而且改造无需复杂的施工环节，改造速度快，效果好。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明控制单元的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1-2所示，低电压治理专用调压器，包括输入端子排1、输出端子排4、环形变压器、继电器和控制单元，所述控制单元包括数字信号处理器、输入电压互感器2、输出电压互感器3、过零检测单元和继电器驱动单元，所述输入电压互感器、输入电压互感器、过零检测单元和继电器驱动单元均电性连接于所述数字信号处理器，所述过零检测单元电性连接于所述连接于输入电压互感器，所述继电器驱动单元连接于所述继电器；所述输入端子排连接于电源输入电缆、输入电压互感器的输入端、环形变压器的次级线圈的进线和控制单元的工作电源，所述输出端子排连接于电源输出电缆和输出电压互感器的输入端；所述电源输入电缆通过继电器连接于所述环形变压器。
进一步地，所述控制单元还包括温度检测单元和散热装置，所述温度检测单元和散热装置分别电性连接于所述数字信号处理器。温度检测单元实时将调压器内的温度发送至所述数字信号处理器，所述数字信号处理器判断到调压器内温度过高时，将驱动所述散热装置启动，对调压器内进行散热。
进一步地，所述控制单元还包括有通讯模块电性连接于所述数字信号处理器，所述数字信号处理器通过所述通讯模块连接于上位机。数字信号处理器可通过通讯模块将各项数据发送至上位机以供存储、分析、监控等。
进一步地，所述控制单元还电性连接有显示装置。通过显示装置可以实时查看控制单元所检测到的各项参数。
进一步地，所述继电器包括继电器一J1、继电器二J2、继电器三J3、继电器四J4，所述环形变压器的初级线圈分为两段T1和T2；所述继电器一J1和继电器二J2连接，所述继电器二J2直接连接于所述环形变压器的其中一段初级线圈T1，所述继电器一J1连接于所述继电器三J3，所述继电器三J3分别连接于环形变压器的两段初级线圈T1和T2；所述继电器一J1还连接于所述电源输入电缆；所述电源输入电缆通过继电器四J4连接于所述环形变压器的次级线圈T3。
更进一步地，所述电源输入电缆还通过继电器四的常闭节点连接于所述输出端子排。
更进一步地，所述继电器一和继电器三互锁，继电器一常开，继电器三常闭。
当输入电压互感器检测的输入电网电压低于205V时，微处理器先将继电器一J1吸合，使环形变压器的初级线圈T1、T2通电，而后继电器四J4吸合，将环形变压器次级线圈T3接入，环形变压器的次级线圈的电压与电网电压叠加为一个高电压然后输出，完成一个调压过程。
如电压低于175V的下限值时，微处理器将继电器三J3吸合，在吸合继电器三J3前，先吸合继电器二J2，使环形变压器初级线圈T1、T2断电，防止继电器三J3触点拉弧，由于继电器二J2极、继电器三J3互锁，继电器三J3也吸合，而后继电器一J1吸合，将环形变压器的初级线圈T1接入，环形变压器次级线圈T3的电压与电网电压叠加为一个高电压然后输出，完成一个调压过程。
当输入电压互感器检测的输入电网电压低于154伏及以下时，微处理器判断为故障，使继电器四J4吸合，电源输入电缆直接连接到输出端子排，电源输出电缆直接为用户供电。当输入电压互感器检测的输入电网电压高于208V时，也同样使继电器四J4吸合，电源输入电缆直接连接到输出端子排，电源输出电缆直接为用户供电。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.低电压治理专用调压器，其特征在于，包括输入端子排、输出端子排、环形变压器、继电器和控制单元，所述控制单元包括数字信号处理器、输入电压互感器、输出电压互感器和继电器驱动单元，所述输入电压互感器、输入电压互感器和继电器驱动单元均电性连接于所述数字信号处理器，所述继电器驱动单元连接于所述继电器；所述输入端子排连接于电源输入电缆、输入电压互感器的输入端、环形变压器的次级线圈的进线和控制单元的工作电源，所述输出端子排连接于电源输出电缆和输出电压互感器的输入端；所述电源输入电缆通过继电器连接于所述环形变压器。
2.根据权利要求1所述的低电压治理专用调压器，其特征在于，所述控制单元还包括温度检测单元和散热装置，所述温度检测单元和散热装置分别电性连接于所述数字信号处理器。
3.根据权利要求1所述的低电压治理专用调压器，其特征在于，所述控制单元还包括有通讯模块电性连接于所述数字信号处理器，所述数字信号处理器通过所述通讯模块连接于上位机。
4.根据权利要求1所述的低电压治理专用调压器，其特征在于，所述控制单元还电性连接有显示装置。
5.根据权利要求1所述的低电压治理专用调压器，其特征在于，所述输入端子排还连接有避雷器。
6.根据权利要求1所述的低电压治理调压器，其特征在于，所述继电器包括继电器一、继电器二、继电器三、继电器四，所述环形变压器的初级线圈分为两段；所述继电器一和继电器二连接，所述继电器二直接连接于所述环形变压器的其中一段初级线圈，所述继电器一连接于所述继电器三，所述继电器三分别连接于环形变压器的两段初级线圈；所述继电器一还连接于所述电源输入电缆；所述电源输入电缆通过继电器四连接于所述环形变压器的次级线圈。
7.根据权利要求6所述的低电压治理调压器，其特征在于，所述电源输入电缆还通过继电器四的常闭节点连接于所述输出端子排。
8.根据权利要求6所述的低电压治理调压器，其特征在于，所述继电器一和继电器三互锁，继电器一常开，继电器三常闭。
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