CN109560555B - 一种工厂用电设备供电方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种工厂用电设备供电方法和系统，将市电通过市电变压器输送到输入端变流模块进行整流，将电流形式为交流电的市电转换为直流电，并实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷，将转换后的直流电通过主电路输送到输出功率调节模块输送到单一用电负载，同时检测每个单一用电负载的分负荷并反馈到功率平衡模块和输出功率调节模块，当总负荷出现超负荷时，通过功率平衡模块对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，通过输出功率调节模块将平衡分配后的分负荷重新输送到每个单一用电负载，形成检测、反馈、平衡分配、功率调节的动态供电模式。本发明解决工厂供电系统功率因数低，变压器工作供电容量远低于额定供电容量，无功损耗高，成本高的问题。

Description

一种工厂用电设备供电方法及系统

技术领域

本发明涉及供电技术领域，具体涉及一种工厂用电设备供电方法及系统。

背景技术

目前，工厂在生产中，广泛的使用电力为生产动力，大型用电设备在工作时需要对输入的功率进行调节。现阶段工厂对于大型用电设备功率调节方式是通过调节交流电流，具体为在整流器变流过程中实现的。现阶段工厂配电结构是由一台变压器对应供给一套用电容量相当的用电设备供电，若功率因数较低，则变压器供电容量降低，若变压器供电容量不足则需要增加变压器容量，即增加变压器个数或更换更大的变压器。

传统的调节方式存在一个主要的弊端，不管是直接调节交流电还是在交流变直流过程中进行调节，都会使得阀测功率因数降低。特别是在工厂中，无功损耗尤其显著，在过度消耗能源的同时增加了成本。更严重的是，由于功率因数较低，变压器使用效率很低，不能按照设计供电容量工作，导致实际生产过程中，因变压器效率低供电容量不足需要扩大变压器供电容量，给工厂增加额外的建造成本和供电线路成本。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种工厂用电设备供电方法及系统，解决现有工厂供电系统的功率因数低，变压器工作供电容量远低于额定供电容量，导致无功损耗高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种工厂用电设备供电方法，所述供电方法中，将市电通过市电变压器输送到输入端变流模块进行整流，输入端变流模块采用全开通的整流器将电流形式为交流电的市电转换为直流电，并实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷，将转换后的直流电通过主电路输送到输出功率调节模块输送到工厂单一用电负载，同时检测每个所述单一用电负载的分负荷并反馈到功率平衡模块和输出功率调节模块，当总负荷出现超负荷时，通过功率平衡模块对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，通过输出功率调节模块将平衡分配后的分负荷重新输送到每个单一用电负载，形成检测、反馈、平衡分配、功率调节的动态供电模式。

作为工厂用电设备供电方法的优选方案，在负载工作过程中，对输入端变流模块的供电量不进行调节，通过输入端变流模块将工厂用电系统的阀测功率因数控制在0.95以上。

作为工厂用电设备供电方法的优选方案，所述输入端变流模块采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。

作为工厂用电设备供电方法的优选方案，所述输出功率调节模块采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块与功率平衡模块进行关联，输出功率调节模块通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。

作为工厂用电设备供电方法的优选方案，通过所述功率平衡模块检测供电过程中的电流大小，根据总负载功率变化通过输出功率调节模块对单一用电负载功率进行调节。

本发明实施例还提供一种工厂用电设备供电系统，所述供电系统包括市电输送线，所述市电输送线连接市电变压器，所述市电经所述市电变压器后传输到输入端变流模块，所述输入端变流模块用于将电流形式为交流电的市电转换为直流电；所述输入端变流模块电连接有功率平衡模块和输出功率调节模块，所述功率平衡模块和输出功率调节模块电连接，所述功率平衡模块用于对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，所述输出功率调节模块用于根据功率平衡模块的平衡分配结果对输送到每个单一用电负载分负荷进行调节。

作为工厂用电设备供电系统的优选方案，所述供电系统还包括总负荷检测模块、分负荷检测模块和负荷比较模块，所述总负荷检测模块与所述输入端变流模块电连接，总负荷检测模块用于实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷；所述分负荷检测模块与所述输出功率调节模块调节模块电连接，分负荷检测模块用于实时检测单一用电负载的瞬时负荷量；所述负荷比较模块与所述总负荷检测模块及分负荷检测模块电连接，负荷比较模块用于将生产车间负载生产过程中的总负荷与输入端变流模块的输入总电流进行比较。

作为工厂用电设备供电系统的优选方案，所述供电系统还包括负荷反馈模块，所述负荷反馈模块与所述功率平衡模块电连接，负荷反馈模块与单一用电负载电连接，负荷反馈模块用于将单一用电负载的用电负荷反馈给功率平衡模块。

作为工厂用电设备供电系统的优选方案，所述输入端变流模块采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。

作为工厂用电设备供电系统的优选方案，所述输出功率调节模块采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块与功率平衡模块进行关联，输出功率调节模块通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。

本发明实施例具有如下优点：输入端变流模块采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电，由于整流器全开通使得工厂阀测功率因数达到0.95以上(整流器全开通的理论值)，极大的降低无功损耗，大大降低工厂用电带来的生产成本；通过检测每个单一用电负载的分负荷并反馈到功率平衡模块和输出功率调节模块，当总负荷出现超负荷时，通过功率平衡模块对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，通过输出功率调节模块将平衡分配后的分负荷重新输送到每个单一用电负载，形成检测、反馈、平衡分配、功率调节的动态供电模式，使一个变压器下同时工作的用电器的最大用电容量接近甚至超过变压器额定供电容量，达到降低工厂建设成本的目的，而且由于电路控制，使得用电过程更加安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的工厂用电设备供电方法流程图；

图2为本发明实施例提供的工厂用电设备供电系统示意图；

图中：1、市电输送线；2、市电变压器；3、输到输入端变流模块；4、功率平衡模块；5、输出功率调节模块；6、总负荷检测模块；7、分负荷检测模块；8、负荷比较模块；9、负荷反馈模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参见图1和图2，本实施例提供一种工厂用电设备供电方法，供电方法中，将市电通过市电变压器输送到输入端变流模块3进行整流，输入端变流模块3采用全开通的整流器将电流形式为交流电的市电转换为直流电，并实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷，将转换后的直流电通过主电路输送到输出功率调节模块5输送到工厂单一用电负载，同时检测每个单一用电负载的分负荷并反馈到功率平衡模块4和输出功率调节模块5，当总负荷出现超负荷时，通过功率平衡模块4对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，通过输出功率调节模块5将平衡分配后的分负荷重新输送到每个单一用电负载，形成检测、反馈、平衡分配、功率调节的动态供电模式。

具体的，在负载工作过程中，对输入端变流模块3的供电量不进行调节，通过输入端变流模块3将工厂用电系统的阀测功率因数控制在0.95以上。输入端变流模块3采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。输入端变流模块3保证了整个供电系统的阀测功率因数在0.95，输入端变流模块3为一个全开通的整流器，功能为变交流电为直流电，实质是一个整流桥，在工作中不调节，使得整流桥公因数达到最大，且负载功率变化不影响阀测功率因数。

本实施例中采用的整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由可控硅、真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成。桥式整流器是由四只整流硅芯片作桥式连接，外用绝缘工程塑料、陶瓷封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加锌金属壳包封，增强散热。全桥是由4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接，全桥的正向电流可以采用100A、200A～4500A及以上等多种规格，耐压值(最高反向电压)可以采用600V、800V、1000V～4500V及以上等多种规格。

具体的，输出功率调节模块5采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块5与功率平衡模块4进行关联，输出功率调节模块5通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。逆变电路是与整流电路相对应，逆变电路能够把直流电变成交流电。逆变电路可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。逆变电路的工作原理流程是控制电路控制整个系统的运行，逆变电路完成由直流电转换为交流电的功能。其中逆变电路的工作还可以细化为：首先，振荡电路将直流电转换为交流电；其次，线圈升压将不规则交流电变为方波交流电；最后，整形使得交流电经由方波变为正弦波交流电。

具体的，通过功率平衡模块4检测供电过程中的电流大小，根据总负载功率变化通过输出功率调节模块5对单一用电负载功率进行调节。功率平衡模块4通过检测系统中电信号，首先达到对于用电过程安全的把控，做到用电器瞬时用电容量不会超过变压器额定供电容量，使用电过程更加安全；其次做到对变压器供电容量的分配，由于用电器使用功率都远低于最大功率，所以在数台用电器同时工作时，通过功率平衡模块4，实现用电器最大用电容量之和接近或大于变压器的额定供电容量，最大程度的利用变压器。功率平衡模块4为一组电路，其效果达到实时监控供电系统内部电流大小，对功率变化瞬时反应，控制输出调节模块对用电器功率进行调节，并合理分配功率，达到最大程度的变压器使用效率。

参见图2，本发明实施例还提供一种工厂用电设备供电系统，供电系统包括市电输送线1，市电输送线1连接市电变压器2，市电经市电变压器2后传输到输入端变流模块3，输入端变流模块3用于将电流形式为交流电的市电转换为直流电；输入端变流模块3电连接有功率平衡模块4和输出功率调节模块5，功率平衡模块4和输出功率调节模块5电连接，功率平衡模块4用于对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，输出功率调节模块5用于根据功率平衡模块4的平衡分配结果对输送到每个单一用电负载分负荷进行调节。

工厂用电设备供电系统的一个实施例中，供电系统还包括总负荷检测模块6、分负荷检测模块7和负荷比较模块8，总负荷检测模块6与输入端变流模块3电连接，总负荷检测模块6用于实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷；分负荷检测模块7与输出功率调节模块5调节模块电连接，分负荷检测模块7用于实时检测单一用电负载的瞬时负荷量；负荷比较模块8与总负荷检测模块6及分负荷检测模块7电连接，负荷比较模块8用于将生产车间负载生产过程中的总负荷与输入端变流模块3的输入总电流进行比较。

工厂用电设备供电系统的一个实施例中，供电系统还包括负荷反馈模块9，负荷反馈模块9与功率平衡模块4电连接，负荷反馈模块9与单一用电负载电连接，负荷反馈模块9用于将单一用电负载的用电负荷反馈给功率平衡模块4。输入端变流模块3采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。输出功率调节模块5采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块5与功率平衡模块4进行关联，输出功率调节模块5通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。

本发明实施例中市电进入后通过输入端变流模块3、功率平衡模块4以及输出功率调节模块5最终到达用电器，由输入端变流模块3、功率平衡模块4以及输入功率调节模块达到极高的阀测功率因数以及极高效率的变压器供电容量的使用，使得工厂阀测功率因数达到0.95以上，极大的降低无功损耗，大大降低工厂用电带来的生产成本；且通过对于功率的合理分配，一个变压器下同时工作的用电器的最大用电容量接近甚至超过变压器额定供电容量，达到降低工厂建设成本的目的，而且由于电路控制，使得用电过程更加安全。

在具体成产中，输入端变流模块3保证了整个供电系统的阀测功率因数在0.95，极大程度降低无功损耗，降低生产成本；输出功率调节模块5在不影响功率因数的情况下，改变功率符合用电器生产需要，同时关联功率平衡模块4；功率平衡模块4通过检测系统中电信号，首先达到对于用电过程安全的把控，做到用电器瞬时用电容量都不会超过变压器额定供电容量，使用电过程更加安全；其次做到对变压器供电容量的分配，由于用电器使用功率都远低于最大功率，所以在数台用电器同时工作时，通过功率平衡模块4，实现用电器最大用电容量之和接近或大于变压器的额定供电容量，最大程度的利用变压器，降低工厂建造成本。本发明使得工厂阀测功率因数达到0.95以上，极大的降低无功损耗，大大降低工厂用电带来的生产成本；且通过对于功率的合理分配，一个变压器下同时工作的用电器的最大用电容量接近甚至超过变压器额定供电容量，达到降低工厂建设成本的目的，而且由于电路控制，使得用电过程更加安全。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种工厂用电设备供电系统，所述供电系统包括市电输送线(1)，所述市电输送线(1)连接市电变压器(2)，其特征在于，所述市电经所述市电变压器(2)后传输到输入端变流模块(3)，所述输入端变流模块(3)用于将电流形式为交流电的市电转换为直流电；所述输入端变流模块(3)电连接有功率平衡模块(4)和输出功率调节模块(5)，所述功率平衡模块(4)和输出功率调节模块(5)电连接，所述功率平衡模块(4)用于对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，所述输出功率调节模块(5)用于根据功率平衡模块(4)的平衡分配结果对输送到每个单一用电负载分负荷进行调节；

所述供电系统还包括总负荷检测模块(6)、分负荷检测模块(7)和负荷比较模块(8)，所述总负荷检测模块(6)与所述输入端变流模块(3)电连接，总负荷检测模块(6)用于实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷；所述分负荷检测模块(7)与所述输出功率调节模块(5)调节模块电连接，分负荷检测模块(7)用于实时检测单一用电负载的瞬时负荷量；所述负荷比较模块(8)与所述总负荷检测模块(6)及分负荷检测模块(7)电连接，负荷比较模块(8)用于将生产车间负载生产过程中的总负荷与输入端变流模块(3)的输入总电流进行比较。

2.根据权利要求1所述的一种工厂用电设备供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括负荷反馈模块(9)，所述负荷反馈模块(9)与所述功率平衡模块(4)电连接，负荷反馈模块(9)与单一用电负载电连接，负荷反馈模块(9)用于将单一用电负载的用电负荷反馈给功率平衡模块(4)。

3.根据权利要求1所述的一种工厂用电设备供电系统，其特征在于，所述输入端变流模块(3)采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。

4.根据权利要求1所述的一种工厂用电设备供电系统，其特征在于，所述输出功率调节模块(5)采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块(5)与功率平衡模块(4)进行关联，输出功率调节模块(5)通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。

5.一种工厂用电设备供电方法，用于权利要求1至4任一项所述的工厂用电设备供电系统，其特征在于，所述供电方法中，将市电通过市电变压器输送到输入端变流模块(3)进行整流，输入端变流模块(3)采用全开通的整流器将电流形式为交流电的市电转换为直流电，并实时检测生产车间负载生产过程中的总负荷，将转换后的直流电通过主电路输送到输出功率调节模块(5)输送到工厂单一用电负载，同时检测每个所述单一用电负载的分负荷并反馈到功率平衡模块(4)和输出功率调节模块(5)，当总负荷出现超负荷时，通过功率平衡模块(4)对单一用电负载的分负荷进行平衡分配，通过输出功率调节模块(5)将平衡分配后的分负荷重新输送到每个单一用电负载，形成检测、反馈、平衡分配、功率调节的动态供电模式。

6.根据权利要求5所述的一种工厂用电设备供电方法，其特征在于，在负载工作过程中，对输入端变流模块(3)的供电量不进行调节，通过输入端变流模块(3)将工厂用电系统的阀测功率因数控制在0.95以上。

7.根据权利要求5所述的一种工厂用电设备供电方法，其特征在于，所述输入端变流模块(3)采用全开通的整流器，通过整流器将交流电转换为直流电。

8.根据权利要求5所述的一种工厂用电设备供电方法，其特征在于，所述输出功率调节模块(5)采用逆变器或逆变电路，将输出功率调节模块(5)与功率平衡模块(4)进行关联，输出功率调节模块(5)通过改变外部频率或占空比的方式进行功率调节。

9.根据权利要求5所述的一种工厂用电设备供电方法，其特征在于，通过所述功率平衡模块(4)检测供电过程中的电流大小，根据总负载功率变化通过输出功率调节模块(5)对单一用电负载功率进行调节。

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