CN200990561Y - 馈线双向步进式自动电压调整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种馈线双向步进式自动电压调整装置，由潮流方向识别单元、调压方向控制单元、挡位信号转换控制部分、电机旋转方向控制部分、死区防止及调压控制电路以及显示和调整电路构成；潮流方向识别单元分别与调压方向控制电路和死区防止及调压控制电路相连，调压方向控制电路分别与死区防止及调压控制电路和电机旋转方向控制电路相连，死区防止及调压控制电路还和挡位信号转换控制部分、电机旋转方向控制电路以及显示和调整电路相连；该装置专门针对电压波动大多电源供电的线路能够双向自动调整电压，能够对存在小水电等双电源线路在一定范围内进行电压调整，有效提高电能质量，保证用户的电压合格率。
Description
技术领域
本实用新型属于电学技术领域，涉及一种电压调整装置，是一种用于多电源供电10kV的馈线双向步进式自动电压调整装置(BSVR)，该装置专门针对电压波动大多电源供电的线路能够双向自动调整电压，能够对存在小水电等双电源线路在一定范围内进行电压调整，有效提高电能质量，保证用户的电压合格率。
背景技术
目前，随着我国经济建设的不断发展，各行各业对于电能的需求越来越大，促进了电力事业的迅猛发展。在建设大型发电站的同时，为了更好的利用自然资源，各地区在有条件的情况下建立了许多小型水电站，并入电网中缓解供电不足的压力。森宝公司原先研制的SVR馈线自动调压器(中国专利，专利号ZL 02292527.9)适用于辐射型电网，它能够在输入侧电压压降大或者波动大的情况下调整内部变压器的变比，保证输出侧电压是稳定的。但是在电网中并入了小型发电站后，潮流方向就不再是单向的，也就是潮流的方向是不确定的。单向的SVR馈线自动调压器不能辨别出潮流的方向，它只能按照规定的输入输出方式进行电压调整，当在复杂电网中功率从输出流向输入时，单向SVR馈线自动调压器如果还按照原先的调压方式，将会使电压向相反的方向调整，达不到调压的目的。现在国内市场还没有针对此供电状况能采取相应控制的设备装置。因此，为了提高线路的供电质量和减少损耗，迫切的需要能够在线路中实现双向调压的自动控制装置。
发明内容
鉴于在大电网中并入小型电站的状况，本实用新型的目的在于，提供一种馈线双向步进式自动电压调整装置，在BSVR馈线自动调压器工作时，先自动判断当前的潮流方向，确定电压输入和输出侧，根据确定后的输入和输出侧调整电压。
为了实现上述目的，本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：
一种馈线双向步进式自动电压调整装置，其特征在于，该装置控制器包括：潮流方向识别单元、调压方向控制单元、挡位信号转换控制部分、电机旋转方向控制部分、死区防止及调压控制电路以及显示和调整电路构成；
潮流方向识别单元分别与调压方向控制电路和死区防止及调压控制电路相连，调压方向控制电路分别与死区防止及调压控制电路和电机旋转方向控制电路相连，死区防止及调压控制电路还和挡位信号转换控制部分、电机旋转方向控制电路以及显示和调整电路相连；
本实用新型的馈线自动双向步进式电压调整装置，连接在申请人已经获得专利的单向SVR馈线自动调压器上，能够判断出潮流方向(正向或者负向)并将信号传送给控制单元。在正向时硬件电路输入控制器的信号与单向SVR相同。在反向时硬件电路输入控制器的信号中，上升下降信号要改变，挡位信号要适当改变。这样，在少量改变软件的基础上，以增加简单的硬件电路就可以实现双向调压。该装置可以作为单向的SVR馈线自动调压器使用，在馈线自动调压器的双侧都有电源时，可以实现双向调压。
附图说明
图1为双向调压的单相原理示意图。
图2为本实用新型的装置框图；
图3本实用新型的供电控制原理图：其中：1、9潮流方向识别器件的电源输入端，3、11为信号输出端，6、14为电压采集信号端，8、16为电流采集信号端。1～7为控制器中的挡位信号端子。
图4为用于多电源供电10kV馈线双向步进式自动电压调整装置原理框图；
图5为消除潮流方向识别死区的原理图：其中CT为电流互感器。
下面结合附图和发明人给出的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
图1为双向调压的单相原理示意图，当线路上的电压为正向的时候，电压从正向输入端输入电压，从正向输出端输出，此时接触器KM1不动作，实现正向的调压。当线路上的电压为反向的时候，电压从反向输入端输入电压，从反向输出端输出，此时接触器KM1动作使常开触点闭合，常闭触点断开，此时调压器实现反向调压。
参见图2，依本实用新型的技术方案，一种馈线双向步进式自动电压调整装置，控制器由潮流方向识别单元、调压方向控制单元、挡位信号转换控制单元、电机旋转方向控制单元、死区防止及调压控制电路以及显示和调整电路构成；潮流方向识别单元分别与调压方向控制单元和死区防止及调压控制电路相连，调压方向控制单元分别与死区防止单元及调压控制电路和电机旋转方向控制单元相连，死区防止及调压控制电路还和挡位信号转换控制单元、电机旋转方向控制以及显示单元和调整电路相连。
本实用新型的硬件选择包括潮流方向识别器件，利用幅值及相位比较原理判别潮流方向。它通过电压互感器和电流互感器取得被测线路上的电压和电流信号，利用比较回路取出其矢量和与矢量差，经过整流后进行比较。假如矢量和大于矢量差，该器件发出信号。反之，不发出信号。注意：潮流识别器件只有电压和电流都有信号时才能正常工作。
以下是发明人给出的具体实施例，但本实用新型并不局限于该实施例。
图3是本实用新型的供电控制原理图。潮流方向识别器件将电流信号和电压信号采入后进行比较判断，若为正方向，则档位采样回路采样档位信号为正向，同时分接开关控制回路控制内部电机的方向也为正向。当潮流方向为反向时，档位信号(1或7时)采集和分接开关内部电机的控制按反方向运行。
输出侧的PT经过整流后变为直流电压给潮流方向识别器件供电，外置的PT和本体的电流互感器(CT)将电压和电流信号提供给方向识别器件。方向识别器件判明方向，假如为正向，3、11端断开，接触器KM1、KM2线圈失电，此时输出侧的PT1电压信号和档位信号按正方向进入控制器，控制器处理信号后发出的升、降档位信号通过分接开关控制回路接到分接开关的内部驱动电机，KM2线圈失电时，KM2常闭触点导通，KM3、KM4线圈得电，相应触点闭合，分接开关的内部驱动电机得电，此时控制器发出的升降信号与分接开关内部电机的得电升降次序一致。假如潮流方向识别器件判断为反向，则3、11端子导通，继电器KM1、KM2线圈得电，相应触点常开的闭合，常闭的打开，从图上可以看出，假如档位信号在1或者7时，进入控制器的信号将互换。这是因为在1、7档位时分接开关内部电机是不能再降或升了，因此在功率反向时互换1、7档位信号，可以保证在1时继续降档，在7时继续升档。同时，KM2常开触点闭合，KM5、KM6线圈得电，此时控制器的升降信号与分接开关内部电机得电次序相反，控制器发出升的信号实际分接开关内部电机向下调压，适合于潮流反向时的情况。
图4为本实用新型的双向调压原理框图；由图可见，SVR馈线自动调压器和本实用新型(BSVR)构成双向调压组合。SVR馈线自动调压器包含调压线圈、分接开关、驱动电机、PT、CT及壳体。本实用新型(BSVR)由潮流方向识别装置，调压方向控制、挡位信号转换控制、电机旋转方向控制、死区防止及调压控制以及显示和调整电路构成。
BSVR馈线双向自动调压器本体两端分别连接电网A(含电压源A)和电网B(含电压源B)，BSVR馈线双向自动调压器本体中的分接开关的输出通过挡位信号转换控制单元和死区防止及调压控制电路相连，电网A的输出与控制器的调压控制电路相连，控制器的电机旋转方向控制单元与BSVR馈线自动调压器本体中的驱动电机相连。
当电网A输入BSVR馈线双向自动调压器的电压高于其输出侧电网B的电压时，潮流方向识别单元输出正向潮流控制信号，同时，调压控制电路检测BSVR馈线双向自动调压器输出侧的PT1信号。若电压在允许误差范围之外，根据分接开关的档位信息，其输出相应的控制信号，经电机旋转方向控制电路，使电机驱动分接开关调节输出电压增加或减小。当调整到允许范围之内时，电机停止转动，等待新的控制命令。若电网A和电网B间的电压关系发生变化，调压器输出端电压高于输入侧的电压。此时，潮流识别单元输出反向潮流信息给调压方向控制电路，它迫使档位转换控制电路和电机旋转方向控制电路的控制状态发生变化，其状态和正向潮流时相反。即分接开关低档位信息变为高档位信号输出，调压控制电路在检测调压器输入端PT2电压之后，重新控制电机进行转动，原来本该正转，现变为反转。反之，高档位信息变为低档位信号输出，电机反转改为正转，其它控制过程和上述控制完全一致。此外，为防止在A、B两侧电压处于平衡状态下，电流较小以致潮流识别单元无法正常工作。控制器中还采用了死区控制及状态保持电路来进一步确保调压器工作稳定。显示和调整电路可以直观地清楚的看到整个装置的信息。
图5是消除潮流方向识别死区的原理图。解决此问题的思路是判断当电流小于0.15A时，就关断电压信号，使继电器在最小电流范围内不工作。
如图所示，将潮流识别器件的电流串入一个电流互感器CT(5A/2.5mA)得到较弱的一个电流信号，通过整流桥和两个电容C和电阻R1(5.1K)组成的Л型滤波变换为一个比较稳定的直流电流信号，串入一个电阻R2(22K)。当潮流方向识别器件中有电流通过时，电阻R2上会相应的产生一个电压，此电压随电流的变化而变化。再做一个直流稳压电源，直流稳压电源包括变压器，变压器耦合的15V电压通过整流桥和滤波电容后连接W7815调整管，W7815调整管输出端有并联的电容C，还并联电阻R3和指示灯L1支路，并将两个电位器R8(10K)和R9(5.1k)并入；在两个电位器中间引出一个电压信号，将这个电压信号通过电阻R5(10K)后与在R2上产生的电压信号通过电阻R4(10K)后同时进入运算放大器比较，运算放大器输出端连接有电阻R6(2.2k)、指示灯L2、二极管D和三极管，三极管的集电极连接直流继电器，三极管的发射极连接电阻R7(0.1K)。
当潮流方向识别器件的电流比较大时，R2上电压相应比较大，当这个电压信号大于电位器引出电压信号时，运算放大器输出为高电位，通过三极管放大，使直流电磁继电器线圈得电，触点闭合，潮流方向识别器件的电压信号导通，潮流方向识别器件正常工作。相反，R2上电压小于电位器引出电压信号时，接触器失电，触点断开，潮流识别器件电压信号断开，停止工作。
测量电流0.15A时R2上的电压值，调整电位器输出电压值与此相等。工作时，当电流小于0.15A时潮流方向识别器件就停止工作，避开了电流死区。
本实用新型带来的技术效果是：
1、采用了能够识别潮流方向的元器件来判别输入与输出，可靠性和灵敏度较高。
2、消除死区硬件电路能够消除因为电流小所引起的潮流识别死区问题，避免了在死区时控制器无法判明潮流方向。
3、硬件电路基本执行元件主要采用继电器，可靠性高。
Claims (1)
1.一种馈线双向步进式自动电压调整装置，其特征在于，该装置由潮流方向识别单元、调压方向控制单元、挡位信号转换控制单元、电机旋转方向控制单元、死区防止及调压控制电路以及显示和调整电路构成；
潮流方向识别单元分别与调压方向控制单元和死区防止及调压控制电路相连，调压方向控制单元分别与死区防止及调压控制电路和电机旋转方向控制单元相连，死区防止及调压控制电路还分别与挡位信号转换控制单元、电机旋转方向控制单元以及显示和调整电路相连。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Xi'an Senbao Electric Engineering (SBEC) Co., Ltd. Assignor: Xi'an Dongfang Electric Engineering Research Institute Contract record no.: 2011610000109 Denomination of utility model: Feeder line bidirectional stepping automatic voltage regulator Granted publication date: 20071212 License type: Exclusive License Record date: 20110714 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SENBAO ELECTRIC ENGINEERING CO., LTD., XI AN CITY Free format text: FORMER OWNER: DONGFANG ELECTRIC ENGINEERING INST. Effective date: 20120530 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071212 Termination date: 20141121 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |