CN106786613A

CN106786613A - 一种调压器及包含所述调压器的调压电路

Info

Publication number: CN106786613A
Application number: CN201611168587.2A
Authority: CN
Inventors: 陈春; 唐成; 匡玉麟; 姜鹏
Original assignee: Hunan Excellent Power Polytron Technologies Inc
Current assignee: Hunan Excellent Power Polytron Technologies Inc
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种调压器，包括串联变压器、调整变压器、开关模块、电流检测电路、电压检测电路和控制电路，电流检测电路、电压检测电路采集电源侧电压和电流信号并送入控制电路，串联变压器位于电源侧，调整变压器位于负载侧，串联变压器经开关模块与调整变压器连接，控制电路与开关模块相连。当电压检测电路采集到的端电压偏离额定值时，根据当前检测到的电压值与额定值的差值范围，控制电路做出相应反应，产生触发信号，控制开关模块中对应档位的两个晶闸管导通，从而经串连变压器将电压差额补偿到输出端，以保证负荷端电压在额定值附近，具有结构简单、成本低、操作简单、工作稳定可靠的优点。

Description

一种调压器及包含所述调压器的调压电路

技术领域

本发明涉一种调压器，特别涉及一种调压器及包含所述调压器的调压电路。

背景技术

电压不稳定主要表现在电压偏差和电压波动两个方面。电压偏差是在某一时段内，实际电压幅值“缓慢”变化而偏离了额定电压，偏差是稳态的，就是我们常说的电压偏高或偏低。电压偏差的大小，主要取决于电力系统的运行方式、线路阻抗及有功负荷和无功负荷的变化。电压偏差主要体现在用电设备所处的位置及运行的时间，如线路末端电压偏低，后夜电压偏高等。

传统的改善电压偏差措施：1是正确选择变压器的变压比和电压分接头；2是合理减少线路阻抗；3是提高功率因数，进行合理的无功补偿，并根据电压与负荷变化自动接切无功补偿设备容量；4是按照电力系统分布，及时调整运行方式；5是采取用载调压手段，如选用有载调压变压器等。

电压波动是在某一时段内，实际电压幅值急剧变化而偏离了额定电压，偏差是动态的，就是我们所说的电压忽高忽低。电压波动主要是由大型用电设备负荷快速变化引起的冲击性负荷造成的，如轧钢机咬钢、起重机提升启动、电弧炉熔化期发生工作短路、电弧焊机引弧、电气机车启动或爬坡等都有冲击负荷产生。电压波动的大小，主要取决于电压波动的频度、波动量的大小及工作场所对电压质量的要求等。

传统的抑制电压波动的措施如下：1是增加供电系统容量，即更换大容量的变压器，或由大的电网来承担供电任务；2是提高供电电压等级；3是采用专用变压器和专线供电；4是改进生产工艺及操作水平；5是采用专用稳压设备等。

以上传统的方法具有成本高、技术难度大或者效果不稳定等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种成本低、稳压效果好的调压器，并提供一种包含所述调压器的调压电路。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种调压器，串联变压器、调整变压器、开关模块、电流检测电路、电压检测电路和控制电路，所述串联变压器位于电源侧，调整变压器位于负载侧，调整变压器的次级绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组的一端引出第一抽头，第一绕组的另一端与第二绕组的一端相连并引出第二抽头，第二绕组的另一端引出第三抽头，所述开关模块包括第一至第六晶闸管，其中第一至第六晶闸管的基极都与控制电路的输出端相连，第一、第三、第五晶闸管的集电极都连接在一起并与串联变压器初级绕组的一个抽头相连，第一、第三、第五晶闸管的发射极分别与第二、第四、第六晶闸管的集电极相连，第二、第四、第六晶闸管的发射极都连接在一起并与串联变压器初级绕组的另一个抽头相连，调整变压器次级绕组的第一、第二、第三抽头分别与第一、第三、第五晶闸管的发射极相连，电流检测电路、电压检测电路采集电源侧电压和电流信号并送入控制电路。

上述调压器中，所述第一、第三、第五晶闸管的集电极与串联变压器初级绕组的一个抽头之间设有电流继电器。

上述调压器中，所述第一、第三、第五晶闸管的集电极与电流继电器之间均设有熔断器。

上述调压器中，所述串联变压器初级绕组的两个抽头之间设有限流电抗器和保护开关。

上述调压器中，所述第一绕组为10V绕组，第二绕组为20V绕组，所述串联变压器为1:1的串联变压器，调整变压器为200:30的调整变压器。

一种调压电路，包括第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第一调压装置，第一电源依次经第二交流接触器、第一调压装置、第三交流接触器与第一负载相连，所述第一交流接触器的一端接在第一电源与第二交流接触器之间，第一交流接触器的另一端接在第三交流接触器与第一负载之间，所述第一调压装置包括三个调压器，所述三个调压器为上述的调压器，三个调压器连接成三角形或星形构成第一调压装置。

本发明的有益效果在于：本发明设有开关模块、电流检测电路、电压检测电路和控制电路，当电压检测电路采集到的端电压偏离额定值时，根据当前检测到的电压值与额定值的差值范围，控制电路做出相应反应，产生触发信号，控制开关模块中对应档位的两个晶闸管导通，从而经串连变压器将电压差额补偿到输出端，以保证负荷端电压在额定值附近，具有结构简单、成本低、操作简单、工作稳定可靠的优点。

附图说明

图1为本发明调压器的结构框图。

图2为本发明调压器的电路图。

图3为本发明调压电路实施例一的电路图。

图4为本发明调压电路实施例二的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，一种调压器，包括串联变压器1、调整变压器2、开关模块、电流检测电路、电压检测电路和控制电路，所述串联变压器1位于电源侧，调整变压器2位于负载侧，调整变压器2的次级绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组的一端引出第一抽头，第一绕组的另一端与第二绕组的一端相连并引出第二抽头，第二绕组的另一端引出第三抽头，所述开关模块包括第一晶闸管T1、第二晶闸管T2、第三晶闸管T3、第四晶闸管T4、第五晶闸管T5、第六晶闸管T6，其中第一至第六晶闸管T6的基极都与集中控制器相连，第一、第三、第五晶闸管T5的集电极都经过一个熔断器3然后连接在一起，再经过一个电流继电器4后与串联变压器1初级绕组的一个抽头相连，第一、第三、第五晶闸管T5的发射极分别与第二、第四、第六晶闸管T6的集电极相连，第二、第四、第六晶闸管T6的发射极都连接在一起并与串联变压器1初级绕组的另一个抽头相连，调整变压器2次级绕组的第一、第二、第三抽头分别与第一、第三、第五晶闸管T5的发射极相连，所述串联变压器1初级绕组的两个抽头之间设有限流电抗器5和保护开关K。调整变压器12次级绕组的第一绕组为10V绕组，第二绕组为20V绕组，所述串联变压器11为1:1的串联变压器，调整变压器12为200:30的调整变压器。

调压器的工作原理如下：利用电流检测电路、电压检测电路实时检测线路输出端的电压和电流，当端电压偏离额定值时，根据当前检测到的电压值U₁与额定值U₀（U₀=220V）的差值范围做出相应反应，通过控制电路产生触发信号，控制开关模块中对应档位的两个晶闸管导通，从而经串连变压器将电压差额ΔU补偿到输出端，以保证负荷端电压U₂在额定值U₀附近，即U₂= U₁ ±ΔU≈U₀。

调压器为单相调压器，一个调压器可单独用于三相电路中的任何一相进行调压，或为三相星型或三相三角型电路中的某一相调压；使用两个调压器可连接成“开口三角”形式进行调压。

在三相三线电路中，不能将三个调压器接成星形来直接为电路调压，因为这样会引起中性点漂移，除非该中性点与上游变压器星形接线端的中性点连接或与下游变压器二次侧星形接线端的中性点连接，因此在三相三线电路中应将三个调压器接成三角形调压。如图3所示，一种调压电路，包括第一交流接触器K1、第二交流接触器K2、第三交流接触器K3和调压装置，电源依次经第二交流接触器K2、调压装置、第三交流接触器K3与负载相连，所述第一交流接触器K1的一端接在电源与第二交流接触器K2之间，第一交流接触器K1的另一端接在第三交流接触器K3与负载之间，所述调压装置包括三个调压器，所述三个调压器为上述的调压器，三个调压器连接成三角形构成调压装置。

在三相四线制电路中，可将三个调压器连接成星形进行三相调压。如图4所示，一种调压电路，与图3的不同之处为三个调压器连接成星形构成调压装置。

本发明的调压电路中，调压器有三种工作模式：

①旁路模式。K1合上，K2～K6 断开，这种状态下调压器主回路不投入运行，线路电流通过 K1流入负载。

②自检模式。K3断开，其他交流接触器均闭合，这时调压器主电路空载运行，线路电流仍然通过 K1 流入负载。

③运行模式。K1断开，K2～K6合上，调压器投入运行，线路电流通过K2、串联变压器1和K3流入负载，负载侧电压经过调压器得到补偿。为保证调压器安全可靠的运行，并且不会影响系统的可靠性，调压器在系统电压正常时应首先处于旁路模式，随后控制调压器进入自检模式，以保证调压器设备能够正常工作；在检测到电网电压出现偏差时发出运行信号，调压器投入运行；在调压器设备检修或故障情况下，调压器工作在旁路状态，这样保证调压器不会影响系统的正常供电。

调压器投入运行的控制策略有：

①电压过零投入运行

在控制电路接收到投入运行信号后，使所有的交流接触器合上，调压器的补偿电路不工作，当检测到电源侧电压过零时，打开 K1，然后判断K1 可靠断开后，再将补偿电路投入工作。但当负载为感性时，电流会滞后电压一个角度，因此电源侧电压过零时，流过 K1 的电流不一定为零，而串联变压器1本身的激磁电感，使流过它的电流不可能突变，从而导致在 K1 断开过程中产生开关过电压，对负载电压产生不利影响。

②电流过零投入运行

在控制器接收到运行信号后，闭合所有的交流接触器，调压器的补偿电路不工作，当检测到电源侧电流过零时，打开 K1，然后判断 K1 可靠断开后，再投入调压器补偿电路。这种控制策略对任何性质的负载都适用，需要利用电流互感器来检测电流过零。

③短路串联变压器

在控制器接收到投入运行的信号后，闭合所有的交流接触器，同时闭合与变压器并联的固态继电器，调压器的补偿电路不工作，然后打开 K1，这时负载的电流就顺利的转移到串联变压器1的副边了。然后再使固态继电器断开，补偿电路投入工作。这种控制策略对任何性质的负载都适用，无需电压或电流过零，对感性负载来说效果比用电压电流过零方法要好。

调压器退出运行的控制策略：

调压器退出运行时是将串联变压器1上的负载电流转移到交流接触器 K1 上，当接受到控制器的退出运行指令时，首先保证关断所有晶闸管，再闭合 K1，断开 K2～K6，调压器进入旁路模式。如果在晶闸管未关断时闭合了 K1，会造成串连变压器副边短路并损坏设备。

本系统中晶闸管在电压过零时触发导通，并使调整变压器2完成分接头切换操作，这时补偿后的负载侧电压 U2 =U1±ΔU与电源测电压U1保持同相位，电压叠加效果更理想，电压补偿后的电压畸变也更小。调压器调节电压时(参照调压器主电路)，相电压额定值U0由外部输入给定(如 380V 线路输入相电压额定值220V)，根据额定电压值大小，确定电压调节范围，保证满足±10%的调压要求。

调压器用于380V电路，采用七档补偿控制，电压额定值设为 220V。晶闸管分接开关控制表如表1所示。

Claims

1.一种调压器，其特征在于：包括串联变压器、调整变压器、开关模块、电流检测电路、电压检测电路和控制电路，所述串联变压器位于电源侧，调整变压器位于负载侧，调整变压器的次级绕组包括第一绕组和第二绕组，第一绕组的一端引出第一抽头，第一绕组的另一端与第二绕组的一端相连并引出第二抽头，第二绕组的另一端引出第三抽头，所述开关模块包括第一至第六晶闸管，其中第一至第六晶闸管的基极都与控制电路的输出端相连，第一、第三、第五晶闸管的集电极都连接在一起并与串联变压器初级绕组的一个抽头相连，第一、第三、第五晶闸管的发射极分别与第二、第四、第六晶闸管的集电极相连，第二、第四、第六晶闸管的发射极都连接在一起并与串联变压器初级绕组的另一个抽头相连，调整变压器次级绕组的第一、第二、第三抽头分别与第一、第三、第五晶闸管的发射极相连，电流检测电路、电压检测电路采集电源侧电压和电流信号并送入控制电路。

2.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于：所述第一、第三、第五晶闸管的集电极与串联变压器初级绕组的一个抽头之间设有电流继电器。

3.根据权利要求2所述的调压器，其特征在于：所述第一、第三、第五晶闸管的集电极与电流继电器之间均设有熔断器。

4.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于：所述串联变压器初级绕组的两个抽头之间设有限流电抗器和保护开关。

5.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于：所述第一绕组为10V绕组，第二绕组为20V绕组，所述串联变压器为1:1的串联变压器，调整变压器为200:30的调整变压器。

6.一种调压电路，其特征在于：包括第一交流接触器、第二交流接触器、第三交流接触器和第一调压装置，第一电源依次经第二交流接触器、第一调压装置、第三交流接触器与第一负载相连，所述第一交流接触器的一端接在第一电源与第二交流接触器之间，第一交流接触器的另一端接在第三交流接触器与第一负载之间，所述第一调压装置包括三个调压器，所述三个调压器为权利要求1-5中任一项所述的调压器，三个调压器连接成三角形或星形构成第一调压装置。