CN113489022A

CN113489022A - 一种电压质量修复器

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Publication number: CN113489022A
Application number: CN202110821688.XA
Authority: CN
Inventors: 张正平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-10-08

Abstract

本发明涉及电力技术的领域,并广泛应用于调压稳压装置，具体是涉及一种安全可靠、调压效果好的电压质量修复器，包括复数个串联连接的三相电压调节器，各组所述三相电压调节器均包括初级绕组TU、初级绕组TV、初级绕组TW、初级绕组TY以及次级绕组。

Description

一种电压质量修复器

技术领域

本发明涉及电力技术的领域，并广泛应用于调压稳压装置，具体是涉及一种电压质量修复器。

背景技术

电力是现代工农业和现代社会生活使用的最重要的能源之一，电压变化广泛地影响各种工业用电设备，而目前各国还有大量的用户远离供电点，特别是经济落后的国家及地区，还存在严重的欠电压。

电是文明社会的产物，它又促进文明社会的发展，电的使用程度是和文明社会密切相关的，文明社会的指标是科学技术迅速发展，生产的社会化程度越高，生产规模越来越大，技术要求越来越复杂，分工越来越明细，各生产环节的协调越来越重要。值得一提的是低电压对现代工农业和现代社会生活影响最为严重，它会影响电气设备输出功率和使用寿命，会使电耗增加，产品质量下降或报废，产量减少，设备损坏，甚至被迫停产，也会对电力系统造成影响：电压越低稳定功率极限越低，功率极限与线路输出功率的差值(即功率储备)越低，越容易发生不稳定现象，甚至会造成供电系统瓦解的重大事故。

电压问题包括以下情况：

①电压偏差：运行电压值，在额定电压值的±10％范围；

②欠电压：运行电压值，在额定电压值的90％～80％范围，且持续时间大于1分钟的电压变化；

③过电压：运行电压值，在额定电压值的110％～120％范围，且持续时间大于1分钟的电压变化；

④短时欠电压:其时间范围为3秒～1分钟；

⑤短时过电压:其时间范围为3秒～1分钟；

根据用电设备的安全电压要求，即用电设备端电压压差变化应在±5％,有的要求还更高，即用电设备端电压压差变化应≤2.5％；目前市场上调压装置只有:无载调压变压器、有载调压变压器、无功补偿装备、VQC电压无功控制装置、感应式调压器、碳刷式交流稳压器；①无载调压变压器的价钱便宜、性能可靠，但不能随电压变化而同步调整，只能停电后再进行调整；②有载调压变压器能随电压变化而同步调整，不过它配备了有载调压分接头，在调整电压时很难避免不产生电弧，因此它需要经常检修；③无功补偿装备性能可靠，但它只能修复无功功率引起的电压变化，不能修复有功功率引起的电压变化；④VQC电压无功控制装置能够保证电压质量，优化电网无功潮流，并对电网经济运行等发挥重要作用，不过它的连续工作安全时间≤1000小时；⑤感应式调压器虽然可靠，但响应速度慢≤5V/S，效率低≤93％、稳压精度差≤±5％；⑥碳刷式交流稳压器的调压速度≤25V/S，需要定期维护。

申请人还发现:①无载调压变压器不能随电压变化而同步调整，只能停电后再进行调整，因此它使用时麻烦并且不能起到有效稳压作用。还发现，当电压升高时会使变压器励磁电流增加，使铁芯中磁感应强度B增加，导致铁损增加、铁芯温升增加促使绕组绝缘老化加速；②有载调压变压器在调整电压时易产生电弧。还发现，如果检修不及时，会引起供电短时欠电压，从而导致先进用电设备停止工作或损坏，甚至可能引发供电系统电压崩溃，给该用电区域的生产经营和工作生活带来不良影响；③无功补偿装备不能修复有功功率引起的电压变化。还发现，它的电容无功功率与电压平方成比例，电压上升虽然其无功功率提高，但由于电场增强使局部放电加强，使绝缘寿命降低，若长期在1.1U_N下工作，其寿命约降至额定寿命的44％。还发现，电容器的爆炸及外壳鼓肚等现象，是因局部放电及绝缘老化积累效应所引起的，由此可见高电压也严重影响无功补偿装置的预期使用寿命，以及供电的安全运行；④VQC电压无功控制装置在连续工作安全时间≥1000小时，如果检修不及时，可能引起供电短时欠电压，从而导致先进用电设备停止工作或损坏，甚至造成该用电区域供电系统瓦解的重大事故。同时还发现，以上所述①②③④的根本原因，都是由电力变压器调压分接头的不合理和有载调压分接头开关的不可靠所引起；⑤感应式调压器，调压速度≤5V/S，效率≤93％、稳压精度≤±5％；⑥碳刷式交流稳压器的调压速度≤25V/S，需要定期维护。还发现，如未定期维护，当碳刷磨损严重时，轻则烧掉铜柱并影响供电，重则造成安全事故。

针对上述技术问题，申请人发明出：第一种“三相高电压调节装置”、第二种“高电压调节装置”、第三种“三相低电压补偿装置”第四种“低电压补偿装置”、第五种“电压质量修复装置”、第六种“经济型三相交流稳压装置”、第七种“经济型交流稳压装置”，而在本发明中，申请人针对其中上述出现的电压质量问题，以及市面上的电压调节装置所存在的技术问题，提出一种电压质量修复器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、安全可靠、调压效果好的一种电压质量修复器。

本发明的技术方案为：一种电压质量修复器，包括复数个串联连接的三相电压调节器，各组所述三相电压调节器均包括初级绕组TU、初级绕组TV、初级绕组TW、初级绕组TY以及次级绕组。

进一步改进的是，还包括双向可控硅VTMU1、双向可控硅VTMU2、双向可控硅VTMV1、双向可控硅VTMV2、双向可控硅VTMW1、双向可控硅VTMW2、双向可控硅VTMY1、双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY3、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY5、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY7、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY9、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY11、双向可控硅VTMY12，所述初级绕组TU连接于双向可控硅VTMU1和双向可控硅VTMU2的一端，所述初级绕组TV连接于双向可控硅VTMV1和双向可控硅VTMV2的一端，所述初级绕组TW连接于双向可控硅VTMW1和双向可控硅VTMW2的一端，所述双向可控硅VTMU1的另一端连接于双向可控硅VTMY1和双向可控硅VTMY2的一端，所述双向可控硅VTMU2的另一端连接于双向可控硅VTMY3和双向可控硅VTMY4的一端，所述双向可控硅VTMV1的另一端连接于双向可控硅VTMY5和双向可控硅VTMY6的一端，所述双向可控硅VTMV2的另一端连接于双向可控硅VTMY7和双向可控硅VTMY8的一端，所述双向可控硅VTMW1的另一端连接于双向可控硅VTMY9和双向可控硅VTMY10的一端，所述双向可控硅VTMW2的另一端连接于双向可控硅VTMY11和双向可控硅VTMY12的一端，所述初级绕组TY连接于双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY12的另一端以及输入的N线。

进一步改进的是，还包括抑制器BAA、抑制器BAB、抑制器BAC,所述抑制器BAA的一端连接于初级绕组TU，所述抑制器BAB的一端连接于初级绕组TV，所述抑制器BAC的一端连接于初级绕组TW,所述抑制器BAA的另一端连接于双向可控硅VTMU2的另一端，所述抑制器BAB的另一端连接于双向可控硅VTMV2的另一端，所述抑制器BAC的另一端连接于双向可控硅VTMW2的另一端，还包括三相控制保护开关，所述双向可控硅VTMY1和所述双向可控硅VTMY3的另一端连接于三相控制保护开关的A相,所述双向可控硅VTMY5和所述双向可控硅VTMY7的另一端连接于三相控制保护开关的B相,所述双向可控硅VTMY9和所述双向可控硅VTMY11的另一端连接于三相控制保护开关的C相。

进一步改进的是，还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相电压调节器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相电压调节器工作。

进一步改进的是，还包括至少是1台三相电压调节器串联或并联的组合。

通过采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明提出的一种电压质量修复器，具体详见附图1，当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制初级绕组TU和初级绕组TY短接，双向可控硅VTMY1、VTMY2、VTMY3、VTMY4、VTMU1处于关断，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输入电压等于输出电压。当输入电压高于额定电压时，主控系统控制双向可控硅VTMY3、VTMY2、VTMU2关断、并接通VTMU1、VTMY4、VTMY1将初级绕组对次级绕组进行电压抵消，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输出电压等于额定电压值。当输入电压低于额定电压时，主控系统控制双向可控硅VTMY1、VTMY4、VTMU2关断、并接通VTMU1、VTMY2、VTMY3将初级绕组对次级进行电压补偿，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输出电压等于额定电压值。

本发明控制简单、安全可靠，稳压范围30％，响应时间100毫秒，稳压精度3％，效率≥99.2％，额定容量小于1600KVA，并具有过电压保护、欠电压保护、三相不平衡保护等。能够弥补市面上产品的不足。

附图说明

图1为本发明实施例中电压质量修复器的电路原理图；

图2为本发明实施例中人机系统装置的界面图1；

图3为本发明实施例中人机系统装置的界面图2；

图4为本发明实施例中人机系统装置的界面图3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

如图1所示，一种电压质量修复器，包括复数个串联连接的三相电压调节器，各组所述三相电压调节器均包括初级绕组TU、初级绕组TV、初级绕组TW、初级绕组TY以及次级绕组，还包括双向可控硅VTMU1、双向可控硅VTMU2、双向可控硅VTMV1、双向可控硅VTMV2、双向可控硅VTMW1、双向可控硅VTMW2、双向可控硅VTMY1、双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY3、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY5、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY7、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY9、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY11、双向可控硅VTMY12，所述初级绕组TU连接于双向可控硅VTMU1和双向可控硅VTMU2的一端，所述初级绕组TV连接于双向可控硅VTMV1和双向可控硅VTMV2的一端，所述初级绕组TW连接于双向可控硅VTMW1和双向可控硅VTMW2的一端，所述双向可控硅VTMU1的另一端连接于双向可控硅VTMY1和双向可控硅VTMY2的一端，所述双向可控硅VTMU2的另一端连接于双向可控硅VTMY3和双向可控硅VTMY4的一端，所述双向可控硅VTMV1的另一端连接于双向可控硅VTMY5和双向可控硅VTMY6的一端，所述双向可控硅VTMV2的另一端连接于双向可控硅VTMY7和双向可控硅VTMY8的一端，所述双向可控硅VTMW1的另一端连接于双向可控硅VTMY9和双向可控硅VTMY10的一端，所述双向可控硅VTMW2的另一端连接于双向可控硅VTMY11和双向可控硅VTMY12的一端，所述初级绕组TY连接于双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY12的另一端以及输入的N线，还包括抑制器BAA、抑制器BAB、抑制器BAC,所述抑制器BAA的一端连接于初级绕组TU，所述抑制器BAB的一端连接于初级绕组TV，所述抑制器BAC的一端连接于初级绕组TW,所述抑制器BAA的另一端连接于双向可控硅VTMU2的另一端，所述抑制器BAB的另一端连接于双向可控硅VTMV2的另一端，所述抑制器BAC的另一端连接于双向可控硅VTMW2的另一端，还包括三相控制保护开关，所述双向可控硅VTMY1和所述双向可控硅VTMY3的另一端连接于三相控制保护开关的A相,所述双向可控硅VTMY5和所述双向可控硅VTMY7的另一端连接于三相控制保护开关的B相,所述双向可控硅VTMY9和所述双向可控硅VTMY11的另一端连接于三相控制保护开关的C相，还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相电压调节器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相电压调节器工作；如图2-4为本发明人机系统装置的界面图，包括电压显示、电流显示、技术参数设定显示、技术参数重置，主视图显示的：输入电压包括当前值、实时自动记录的最大值和最小值，输出电压包括当前值、实时自动记录的最大值和最小值，电流包括当前值和实时自动记录的最大值和最小值，技术参数设定显示包括“额定电压值”、“稳压精度值”、“稳压阈值设定值”、“电压调整方式”、“工作方式”“异常三相不平衡保护值”、“异常过压保护值”、“异常欠压保护值”、“输入故障处理方式”、“稳压故障处理方式”，技术参数重置包括“额定电压值”、“稳压精度值”、“稳压阈值设定值”、“电压调整方式”、“工作方式”“异常三相不平衡保护值”、“异常过压保护值”、“异常欠压保护值”、“输入故障处理方式”、“稳压故障处理方式”。

本发明的一种电压质量修复器，还包括至少是1台三相电压调节器串联或并联的组合。也在本发明的保护范围内。

工作原理：当通电或输入电压等于额定电压时，主控系统控制初级绕组TU和初级绕组TY短接，双向可控硅VTMY1、VTMY2、VTMY3、VTMY4、VTMU1处于关断，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输入电压等于输出电压。当输入电压高于额定电压时，主控系统控制双向可控硅VTMY3、VTMY2、VTMU2关断、并接通VTMU1、VTMY4、VTMY1将初级绕组对次级绕组进行电压抵消，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输出电压等于额定电压值。当输入电压低于额定电压时，主控系统控制双向可控硅VTMY1、VTMY4、VTMU2关断、并接通VTMU1、VTMY2、VTMY3将初级绕组对次级进行电压补偿，同时另外两组与该组的工作原理一致，使输出电压等于额定电压值。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制，在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种电压质量修复器装，其特征在于：包括复数个串联连接的三相电压调节器，各组所述三相电压调节器均包括初级绕组TU、初级绕组TV、初级绕组TW、初级绕组TY以及次级绕组。

2.根据权利要求1所述的一种电压质量修复器，其特征在于：还包括双向可控硅VTMU1、双向可控硅VTMU2、双向可控硅VTMV1、双向可控硅VTMV2、双向可控硅VTMW1、双向可控硅VTMW2、双向可控硅VTMY1、双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY3、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY5、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY7、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY9、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY11、双向可控硅VTMY12，所述初级绕组TU连接于双向可控硅VTMU1和双向可控硅VTMU2的一端，所述初级绕组TV连接于双向可控硅VTMV1和双向可控硅VTMV2的一端，所述初级绕组TW连接于双向可控硅VTMW1和双向可控硅VTMW2的一端，所述双向可控硅VTMU1的另一端连接于双向可控硅VTMY1和双向可控硅VTMY2的一端，所述双向可控硅VTMU2的另一端连接于双向可控硅VTMY3和双向可控硅VTMY4的一端，所述双向可控硅VTMV1的另一端连接于双向可控硅VTMY5和双向可控硅VTMY6的一端，所述双向可控硅VTMV2的另一端连接于双向可控硅VTMY7和双向可控硅VTMY8的一端，所述双向可控硅VTMW1的另一端连接于双向可控硅VTMY9和双向可控硅VTMY10的一端，所述双向可控硅VTMW2的另一端连接于双向可控硅VTMY11和双向可控硅VTMY12的一端，所述初级绕组TY连接于双向可控硅VTMY2、双向可控硅VTMY4、双向可控硅VTMY6、双向可控硅VTMY8、双向可控硅VTMY10、双向可控硅VTMY12的另一端以及输入的N线。

3.根据权利要求2所述的一种电压质量修复器，其特征在于：还包括抑制器BAA、抑制器BAB、抑制器BAC,所述抑制器BAA的一端连接于初级绕组TU，所述抑制器BAB的一端连接于初级绕组TV，所述抑制器BAC的一端连接于初级绕组TW,所述抑制器BAA的另一端连接于双向可控硅VTMU2的另一端，所述抑制器BAB的另一端连接于双向可控硅VTMV2的另一端，所述抑制器BAC的另一端连接于双向可控硅VTMW2的另一端，还包括三相控制保护开关，所述双向可控硅VTMY1和所述双向可控硅VTMY3的另一端连接于三相控制保护开关的A相,所述双向可控硅VTMY5和所述双向可控硅VTMY7的另一端连接于三相控制保护开关的B相,所述双向可控硅VTMY9和所述双向可控硅VTMY11的另一端连接于三相控制保护开关的C相。

4.根据权利要求3所述的一种电压质量修复器，其特征在于：还包括操作系统、主控系统、驱动系统，所述三相输入电压、电流和三相输出电压、电流和各组三相电压调节器均连接于主控系统，所述操作系统以及驱动系统均连接于主控系统，所述操作系统为可触屏操作界面，所述主控系统通过驱动系统控制三相电压调节器工作。

5.根据权利要求4所述的一种电压质量修复器，其特征在于：还包括至少是1台三相电压调节器串联或并联的组合。