CN111711188A - 节能配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能配电装置，包括交流接触电路、变压电路、负载、状态转换电路、动态补偿电路、控制电路和供电电路，交流接触电路分别与变压电路和状态转换电路连接，变压电路分别与负载和动态补偿电路连接，控制电路分别与负载和动态补偿电路连接，供电电路与控制电路连接；供电电路包括电源、第一电阻、第一二极管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二电容、第二二极管、第二三极管、第二电容和电感，电源分别与第一电阻的一端、第一电容的一端、第二电阻的一端和第二二极管的阳极连接，第一电阻的另一端与第一二极管的阳极连接。本发明电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

节能配电装置

技术领域

本发明涉及节能配电领域，特别涉及一种节能配电装置。

背景技术

节约用电是一项电源开发工程，对发展国民经济有重要意义。耗电量的减少可以使发电、输电、变电、配电所需要的设备容量减少，节约能源方面的投资，节约用电还可以使用户的用电费用支出减少，降低生产成本，促进生产工艺和设备的改造，促进新技术的发展和企业管理水平的提高。现有技术中有些节能配电装置通过控制动态补偿，实时地控制输出功率中的无功功率，提高功率因数，减少无功分量，减少线路损耗，使电路品质更高，此外通过减少无功功率以及变压器完成降压、滤波节电的目的，净化电网，自动调整电网对设备的供电电压，使设备的运行更经济。图1为传统节能配电装置的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统节能配电装置的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统节能配电装置的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的节能配电装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种节能配电装置，包括交流接触电路、变压电路、负载、状态转换电路、动态补偿电路、控制电路和供电电路，所述交流接触电路分别与所述变压电路和状态转换电路连接，所述变压电路分别与所述负载和动态补偿电路连接，所述控制电路分别与所述负载和动态补偿电路连接，所述供电电路与所述控制电路连接；

所述供电电路包括电源、第一电阻、第一二极管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二电容、第二二极管、第二三极管、第二电容和电感，所述电源分别与所述第一电阻的一端、第一电容的一端、第二电阻的一端和第二二极管的阳极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极和第一电容的另一端均接地，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二电容的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端分别与所述第二三极管的集电极和电感的一端连接，所述第一三极管的发射极和电感的另一端均接地。

在本发明所述的节能配电装置中，所述第二二极管的型号为E-452。

在本发明所述的节能配电装置中，所述供电电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端分别与所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接。

在本发明所述的节能配电装置中，所述第五电阻的阻值为36kΩ。

在本发明所述的节能配电装置中，所述第一三极管为NPN型三极管。

在本发明所述的节能配电装置中，所述第二三极管为PNP型三极管。

实施本发明的节能配电装置，具有以下有益效果：由于设有交流接触电路、变压电路、负载、状态转换电路、动态补偿电路、控制电路和供电电路，供电电路包括电源、第一电阻、第一二极管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二电容、第二二极管、第二三极管、第二电容和电感，该供电电路与传统节能配电装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第二二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统节能配电装置的供电部分的电路原理图；

图2为本发明节能配电装置一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中供电电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明节能配电装置实施例中，该节能配电装置的结构示意图如图2所示。图2中，该节能配电装置包括交流接触电路1、变压电路2、负载3、状态转换电路4、动态补偿电路5、控制电路6和供电电路7，其中，交流接触电路1分别与变压电路2和状态转换电路4连接，变压电路2分别与负载3和动态补偿电路5连接，控制电路6分别与负载3和动态补偿电路5连接，供电电路7与控制电路6连接。

交流接触电路1用于开启或关断与一外部电力网络的连接，从而控制外部电力网路与变压电路2之间的电连接；变压电路2用于改变并输出交流接触电路1输入的电压，从而使得输出电压符合负载3的要求，即输出电压与负载3匹配。状态转换电路4用于控制交流接触电路1的开启和关断，从而用户可以间接的控制交流接触电路1的开启和关断的状态。

控制电路6用于采集负载3的电压、电流和功率，并依据采集的负载3的电压、电流和功率控制动态补偿电路5对变压电路2的输出功率中的无功功率进行调节。用户还可以根据需要采集负载3或供电装置等的其他信息，进而可以对输出功率中的无功功率进行调节。

动态补偿电路5用于调节变压电路2输出的功率中的无功功率，从而可以调节输入负载3中的功率中的无功功率，例如减小无功功率等，从而提高供电的功率因数。

状态转换电路4开启交流接触电路1，从而将外部电力网络与变压电路2连接，并通过变压电路2改变外部电力网络的电压并与负载3电压匹配。此后，控制电路6用于采集负载3的电压、电流和功率，并依据采集的负载3的电压、电流和功率控制动态补偿电路5对变压电路2的输出功率中的无功功率进行调节。从而可以实时地调节输出功率中的无功功率，因而可以优化输出功率，提高输出功率的功率因数，并减少线路损耗，提高电路品质。

上述交流接触电路1、变压电路2、负载3、状态转换电路4、动态补偿电路5和控制电路6均采用现有技术中的常用部件来实现，其工作原理采用的也是现有技术中的工作原理，此处不再详细獒述。

供电电路7用于对控制电路6进行供电。图3为本实施例中供电电路的电路原理图，图3中，该供电电路7包括电源VCC、第一电阻R1、第一二极管D1、第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二电容C2、第二二极管D2、第二三极管Q2、第二电容C2和电感L，电源VCC分别与第一电阻R1的一端、第一电容C1的一端、第二电阻R2的一端和第二二极管D2的阳极连接，第一电阻R1的另一端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极和第一电容C1的另一端均接地，第二电阻R2的另一端分别与第三电阻R3的一端和第二三极管Q2的基极连接，第二二极管D2的阴极与第二三极管Q2的发射极连接，第三电阻R3的另一端分别与第一三极管Q1的集电极和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端分别与第二电容C2的一端和第一三极管Q1的基极连接，第二电容C2的另一端分别与第二三极管Q2的集电极和电感L的一端连接，第一三极管Q1的发射极和电感L的另一端均接地。

该供电电路7与图1中传统节能配电装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第二二极管D2为限流二极管，用于对第二三极管Q2的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二三极管Q2的发射极电流较大时，通过该第二二极管D2可以降低第二三极管Q2的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为E-452。当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有相同功能的二极管。

该供电电路7的工作原理如下：第一电容C1对交流电源进行滤波整形，稳压电路利用第一三极管Q1和第二三极管Q2对电流进行稳压，使电路的输出电流基本不变且不会超过一定值，不会对后续电路造成影响。第二电阻R2和第三电阻R3均连接在第二三极管Q2的基极上，第二电阻R2和第三电阻R3串联分压后为第二三极管Q2的基极提供导通电压，第二电容C2对交流进行耦合，连接在第二三极管Q2的集电极上的电感L利用互感原理给时钟模块供电，其无触点，噪音小。

通过第一电容C1可以将直流滤除，避免直流对电路的影响。为了保护后续电路，避免过大电路对后续电路的影响，电源VCC上还依次连接有第一电阻R1和第一二极管D1。

本实施例中，第一三极管Q1为NPN型三极管。第二三极管Q2为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为PNP型三极管，第二三极管Q2也可以为NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该供电电路7还包括第五电阻R5，第五电阻R5的一端分别与第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端连接，第五电阻R5的另一端与第二三极管Q2的基极连接。第五电阻R5为限流电阻，用于对第二三极管Q2的基极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二三极管Q2的基极电流较大时，通过该第五电阻R5可以降低第二三极管Q2的基极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第五电阻R5的阻值为36kΩ。当然，在实际应用中，第五电阻R5的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该供电电路7与传统节能配电装置的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该供电电路7中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种节能配电装置，其特征在于，包括交流接触电路、变压电路、负载、状态转换电路、动态补偿电路、控制电路和供电电路，所述交流接触电路分别与所述变压电路和状态转换电路连接，所述变压电路分别与所述负载和动态补偿电路连接，所述控制电路分别与所述负载和动态补偿电路连接，所述供电电路与所述控制电路连接；

所述供电电路包括电源、第一电阻、第一二极管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二电容、第二二极管、第二三极管、第二电容和电感，所述电源分别与所述第一电阻的一端、第一电容的一端、第二电阻的一端和第二二极管的阳极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极和第一电容的另一端均接地，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和第二三极管的基极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第一三极管的集电极和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二电容的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电容的另一端分别与所述第二三极管的集电极和电感的一端连接，所述第一三极管的发射极和电感的另一端均接地。

2.根据权利要求1所述的节能配电装置，其特征在于，所述第二二极管的型号为E-452。

3.根据权利要求2所述的节能配电装置，其特征在于，所述供电电路还包括第五电阻，所述第五电阻的一端分别与所述第二电阻的另一端和第三电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二三极管的基极连接。

4.根据权利要求3所述的节能配电装置，其特征在于，所述第五电阻的阻值为36kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的节能配电装置，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的节能配电装置，其特征在于，所述第二三极管为PNP型三极管。

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