CN113708680B - 一种调压器及调压系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种调压器及调压系统，涉及调压技术的领域，其包括调压单元、负荷开关和绕于同一铁芯的高压绕组和低压绕组；高压绕组连接有调压输入端和调压输出端，调压输入端用于接入输入电压，调压输出端用于输出供电电压，以为变压器供电；调压单元连接高压绕组，用于调节供电电压的幅值；负荷开关连接调压单元，用于控制调压输出端是否输出供电电压；低压绕组用于输出负载电压。绕于同一铁芯的高压绕组与低压绕组形成微型变压器，低压绕组能够输出负载电压，以为负载设备供电。当负荷开关关断时，调压输出端不再输出供电电压，此时利用低压绕组进行供电能够减小变压器的损耗，进而提升变压器运行时的安全性。

Description

一种调压器及调压系统
技术领域
本申请涉及调压技术的领域，尤其是涉及一种调压器及调压系统。
背景技术
调压器是一种能够调整加到负载上的电压、电流和功率的器件。
一般的，调压器设置于变压器前以根据需要调节变压器输出电压。但是，发明人发现在写字楼及不上夜班的工厂里，一天有50%以上的时间变压器存在无负荷的情况，另外，如灌溉等还存在季节性无负荷的情况，这使得变压器空载损耗较大，进而造成电能的浪费。
发明内容
为了降低变压器的损耗，本申请提供了一种调压器及调压系统。
第一方面，本申请提供一种调压器，采用如下的技术方案：
一种调压器，包括调压单元、负荷开关和绕于同一铁芯的高压绕组和低压绕组；
所述高压绕组连接有调压输入端和调压输出端，所述调压输入端用于接入输入电压，所述调压输出端用于输出供电电压，以为变压器供电；
所述调压单元连接所述高压绕组，用于调节所述供电电压的幅值；
所述负荷开关连接所述调压单元，用于控制所述调压输出端是否输出所述供电电压；
所述低压绕组用于输出负载电压。
通过采用上述技术方案，调压单元能够调节供电电压的幅值，以调节变压器输出的电压值，进而实现调压器调压的功能。绕于同一铁芯的高压绕组与低压绕组形成微型变压器，低压绕组能够输出负载电压，以为负载设备供电。当负荷开关关断时，调压输出端不再输出供电电压，此时利用低压绕组进行供电能够减小变压器的损耗，进而减少电能的浪费。
可选的，所述调压单元包括调档件和设置于所述高压绕组上的多个抽头，所述调档件用于在切换至不同的抽头时调节所述供电电压的幅值。
通过采用上述技术方案，能够以改变接入的线圈匝数的方式调节供电电压。当调档件切换至不同抽头时，能够快速以相应比例改变当前供电电压的幅值，以便于调节。
可选的，所述多个抽头均匀分布于所述高压绕组。
通过采用上述技术方案，能够以固定的变化量调节供电电压，具有较好的调节效果。
可选的，所述低压绕组采用Z型联结方式。
通过采用上述技术方案，当调压器应用于三相电源上时，具有抗三相不平衡能力。
第二方面，本申请提供一种调压系统，采用如下的技术方案：
一种调压系统，包括第一检测单元、控制单元、输出单元和第一方面的调压器；
所述输出单元包括两个输入端和多个输出端，两个输入端分别连接有开关元件，一个输入端用于与所述低压绕组连接，另一个输入端用于与变压器连接；所述输出端用于接入负载设备；
所述第一检测单元用于检测两输入端输出的电流总和，以输出电流检测信号；
所述控制单元连接所述第一检测单元，用于接收所述电流检测信号，在电流检测信号反映的电流值小于第一预设值时，控制所述负荷开关和与所述变压器连接的开关元件断开，并控制与所述低压绕组连接的开关元件闭合。
通过采用上述技术方案，当变压器输出的电流较小时，即负载很小，则断开负荷开关以及与变压器连接的开关元件，并将与低压绕组连接的开关元件闭合，以使低压绕组对负载设备进行供电，进而使得变压器的损耗减小，同时通过控制单元自动控制开关元件和负荷开关切换提升变压器运行时的安全性。
可选的，还包括第二检测单元，所述第二检测单元用于检测接入所述供电电压的变压器输出的电压，以输出电压检测信号；
所述控制单元连接所述第二检测单元，用于接收所述电压检测信号，并根据所述电压检测信号所反映的电压值控制所述调档件切换所连接的抽头。
通过采用上述技术方案，能够根据实际需要调节变压器输出的电压值。当变压器实际输出的电压值小于实际需要的电压值，控制单元控制调档件切换抽头，使得供电电压变大，以提高变压器实际输出的电压值；反之，当变压器实际输出的电压值大于实际需要的电压值，控制单元控制调档件切换抽头，使得供电电压变小，以减小变压器实际输出的电压值，进而实现自动调压的功能。
可选的，所述控制单元还用于在接收到的电流检测信号所反映的电流值大于第二预设值时，控制与所述低压绕组连接的所述开关元件断开以及控制所述负荷开关和与所述变压器连接的开关元件闭合。
通过采用上述技术方案，低压绕组为负载较小的负载设备进行供电时，难免会有出现有个别输出端的负荷过大的情况。为此，在检测到输出端的电流大于阈值时，则断开与低压绕组连接的开关元件并将负荷开关和与变压器连接的开关元件闭合，采用变压器输出的电压为负载设备进行供电，进而保护电路。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本调压器在实现有载调压的同时，还具备开关负荷的作用，从而可通过调压系统控制后端变压器的停送电；
2.本调压器因增加了低压绕组的设计，同时具备微型变压器的功能，因其设计容量小，自身空载损耗小。在后端变压器所带低压负荷较小时，可关断变压器，由调压器带低压负荷。从而可实现节能降损的目的；
3.本调压系统，可通过检测负荷电流自动切换到变压器带低压负荷或调压器带低压负荷两种状态，使得运行更安全。
附图说明
图1是本申请实施例的调压系统的电路示意图。
图2是本申请实施例的调压系统的系统示意图。
附图标记说明：1、调压器；11、负荷开关；12、高压绕组；13、低压绕组；2、控制单元；3、输出单元；4、第一检测单元；5、第二检测单元；6、变压器；7、调压单元；71、调档件；72、抽头。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-2及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种调压系统，同时适用于单相电源和三相电源，不仅能够调节变压器输出电压的幅值，还能够在接入的负载设备的负载较小时降低变压器的损耗，进而减少电能的浪费。
参照图1和图2，调压系统包括调压器1、控制单元2、输出单元3、第一检测单元4和第二检测单元5。控制单元2不仅能够控制调压器1调节变压器6输出电压的幅值，还能够自动切换为负载设备供电的方式，使得变压器6的运行具有较高安全性。
可以了解的是，调压系统能够适用于单相电源和三相电源是源于调压器1能够设置成适用于单相电源和三相电源的连接结构。下面以适用于三相电源的调压器1进行介绍：
调压器1包括调压单元7、负荷开关11和绕于同一铁芯的高压绕组12和低压绕组13。其中，负荷开关11能够控制调压器1和变压器6的导通。当负荷开关11关断时，由绕于同一铁芯的高压绕组12和低压绕组13组成的微型变压器能够为负载设备供电，以间接降低变压器6的损耗。
具体的，高压绕组12设置有三组，每一组高压绕组12分别连接有调压输入端和调压输出端。三个调压输入端用于接入输入电压。通常的，三个调压输入端分别与三相电源的三相一一对应连接。相应的，三个调压输出端均用于输出供电电压，以为变压器6供电。
同样的，调压单元7也设置有三个，每个调压单元7连接一组高压绕组12，均用于调节供电电压的幅值。具体来说，以一个调压单元7为例，调压单元7包括调档件71和设置于高压绕组12的多个抽头72。多个抽头72由高压绕组12上不同的位置伸出，使得调档件71与任一抽头72连接时会接入相应匝数的线圈。由于调压输出端连接调档件71，故调档件71切换至不同的抽头72时能够调节供电电压的幅值。优选的，多个抽头72均匀分布于对应的高压绕组12上，以使得调档件71切换至不同抽头72时，调压输出端输出的供电电压能够以固定的变化量变大或变小。
在本申请中，针对三个调压输出端，负荷开关11为三相联动的开关器件。负荷开关11的一侧分别与三个调档件71连接，另一侧分别连接三个调压输出端，用于控制调压输出端是否输出供电电压。这可以理解为，在变压器6连接调压输出端时，通过控制负荷开关11的闭合与关断能够控制变压器6是否得电。由于绕于同一铁芯的高压绕组12和低压绕组13能够组成微型变压器，故在控制负荷开关11关断后，可以将原本由变压器6对负载设备进行供电改为由低压绕组13对负载设备进行供电，进而切换供电方式。
值得说明的是，低压绕组13也设置有三组，三组低压绕组13与三组高压绕组12一一对应，用于输出负载电压。三组低压绕组13均采用Z型联结方式，以使由绕于同一铁芯的高压绕组12和低压绕组13所组成的微型变压器具有抗三相不平衡能力。
由于适用于单相电源的调压器1与适用于三相电源的调压器1只是相线数量不同，其连接方式和工作原理一致，故此处不再对适用于单相电源的调压器1进行介绍。
第二检测单元5用于检测接入供电电压的变压器6输出的电压，以输出电压检测信号。
控制单元2连接第二检测单元5，用于接收电压检测信号，以根据电压检测信号所反映的电压值控制调档件71切换所连接的抽头72。具体的，切换调档件71所连接的抽头72能够改变供电电压的幅值，进而调节变压器6输出的电压值。当检测到变压器6输出的电压低于实际需求的电压范围，控制单元2控制调档件71切换抽头72，以增大变压器6输出的电压值。当检测到输出的电压高于实际需求的电压范围，控制单元2控制调档件71切换抽头72，以降低变压输出的电压值，使得变压器6输出的电压值最终处于实际需求的电压范围内。
输出单元3包括两个输入端和多个输出端，两个输入端分别连接有一个开关元件。其中一个输入端用于与变压器6的输出端连接，另一个输入端用于与低压绕组13连接。多个输出端用于为多个负载设备进行供电。
第一检测单元4用于检测两输入端输出的电流总和，以输出电流检测信号。
控制单元2连接第一检测单元4，用于接收电流检测信号，以在第一电流信号反映的电流值小于第一预设值时，控制负荷开关11和与变压器6连接的开关元件K2断开，并控制与低压绕组13连接的开关元件K1闭合。
为了便于理解，以一个具体的示例进行说明：诸如写字楼及不上夜班的工厂等场所存在晚上用电负荷较小的情况，或是如灌溉这种一年中存在季节性几乎无负荷的情况。这些情况下，一些照明系统和消防系统等不可停运的负载设备使得变压器6空载损耗较为严重。为此，当检测到变压器6输出的电流小于第一预设值时，即为变压器6所带负荷较小的情况。此时，将负荷开关11和与变压器6连接的开关元件K2关断，并将与低压绕组13连接的开关元件K1闭合使得变压器6停运，以将原本由变压器6对照明系统和消防系统等负载较小的设备进行供电改为由低压绕组13进行供电，进而减少变压器6的损耗。
考虑到一些场所在节假日会举办活动，这使得照明系统和消防系统等不可停运的负载设备的负载增加，甚至导致低压绕组13所带负荷过大以出现电路故障。
为此，控制单元2还用于在电流检测信号所反映的电流值大于第二预设值时，控制与低压绕组13连接的开关元件K1断开，并控制负荷开关11和与变压器6连接的开关元件K2闭合。
结合上述的示例可以理解为：当检测到输出端的电流值大于第二预设值即照明系统和消防系统等负载设备的负载变大，则与低压绕组13连接的开关元件K1断开并且负荷开关11和与变压器6连接的开关元件K2闭合，使得由低压绕组13进行供电改为由变压器6进行供电，以在能够安全用电的基础上降低变压器6的空载损耗。
综上，通过对输出单元3输出的电流以及变压器6输出的电流进行检测，控制单元2能够自动切换供电方式，使得变压器6的运行更具有安全性。
需要注意的是，上述第一预设值应大于第二预设值。
本申请实施例一种调压系统的实施原理为：在高压绕组12所在的铁芯上绕制低压绕组13，以形成微型变压器。通过控制与调压输出端连接的负荷开关11的关断和闭合，使得由变压器6对负载设备进行供电改为由低压绕组13对负载设备进行供电，以减少变压器6的空载损耗，进而降低电能的浪费。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种调压器，其特征在于：包括调压单元(7)、负荷开关(11)和绕于同一铁芯的高压绕组(12)和低压绕组(13)；
所述高压绕组(12)连接有调压输入端和调压输出端，所述调压输入端用于接入输入电压，所述调压输出端用于输出供电电压，以为变压器(6)供电；
所述调压单元(7)连接所述高压绕组(12)，用于调节所述供电电压的幅值；
所述负荷开关(11)连接所述调压单元(7)，用于控制所述调压输出端是否输出所述供电电压；
所述低压绕组(13)用于输出负载电压。
2.根据权利要求1所述的调压器，其特征在于：所述调压单元(7)包括调档件(71)和设置于所述高压绕组(12)上的多个抽头(72)，所述调档件(71)用于在切换至不同的抽头(72)时调节所述供电电压的幅值。
3.根据权利要求2所述的调压器，其特征在于：所述多个抽头(72)均匀分布于所述高压绕组(12)。
4.根据权利要求3所述的调压器，其特征在于：所述低压绕组(13)采用Z型联结方式。
5.一种调压系统，其特征在于，包括第一检测单元(4)、控制单元(2)、输出单元(3)和上述权利要求1至4中任一项所述的调压器(1)；
所述输出单元(3)包括两个输入端和多个输出端，两个输入端分别连接有开关元件，一个输入端用于与所述低压绕组(13)连接，另一个输入端用于与变压器(6)连接；所述输出端用于接入负载设备；
所述第一检测单元(4)用于检测两输入端输出的电流总和，以输出电流检测信号；
所述控制单元(2)连接所述第一检测单元(4)，用于接收所述电流检测信号，在电流检测信号反映的电流值小于第一预设值时，控制所述负荷开关(11)和与所述变压器(6)连接的开关元件断开，并控制与所述低压绕组(13)连接的开关元件闭合。
6.根据权利要求5所述的调压系统，其特征在于：还包括第二检测单元(5)，所述第二检测单元(5)用于检测接入所述供电电压的变压器(6)输出的电压，以输出电压检测信号；
所述控制单元(2)连接所述第二检测单元(5)，用于接收所述电压检测信号，并根据所述电压检测信号所反映的电压值控制调档件(71)切换连接的抽头(72)。
7.根据权利要求5所述的调压系统，其特征在于：所述控制单元(2)还用于在接收到的电流检测信号所反映的电流值大于第二预设值时，控制与所述低压绕组(13)连接的所述开关元件断开以及控制所述负荷开关(11)和与所述变压器(6)连接的开关元件闭合。
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