CN202815643U - 三相独立调节的高效节电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三相独立调节的高效节电系统，采用闭环控制原理，将主回路输出的每相中每个线路上的负载电压均经过采样作为反馈，并和预先设置的基准电压进行比较，并根据比较结果调节每相变压器组中的变压器接入主回路的数目，从而实现对主回路电源进行全自动动态跟踪，实现带载连续调节的目的，从用电高峰期到用电低峰期始终输出稳定的最优电源，实现高效控制和节约电能的效果。

Description

三相独立调节的高效节电系统

技术领域

本实用新型属于电力设施领域，涉及一种节电系统，具体涉及一种三相独立调节的高效节电系统。 

背景技术

目前，市场上常见的节约电能设备主要是三相自藕变压器式。存在如下的缺陷： 

三相自藕变压器式：电压输出端有几组抽头，选择一组三相中电压较低的一相作固定降压控制，不能调节。在用电高峰期时电压降到不稳定区，会造成灯光闪灭；在用电低峰期时节约电能不到位。对于三相电压不平衡的情况，节电率就更低。 

实用新型内容

为了克服现有的节电设备的诸多缺陷，本实用新型提供一种三相独立调节的高效节电系统，采用闭环控制原理，将主回路输出的每相中每个线路上的负载电压均经过采样作为反馈，并和预先设置的基准电压进行比较，并根据比较结果调节每相变压器组中的变压器接入主回路的数目，从而实现对主回路电源进行全自动动态跟踪，实现带载连续调节的目的，从用电高峰期到用电低峰期始终输出稳定的最优电源，实现高效控制和节约电能的效果。 

具体来讲，本实用新型所提供的一种三相独立调节的高效节电系统，包括主回路、控制电路和接触器驱动电路。所述主回路包括变压器组（节能线圈组）、输入/输出开关，所述变压器组可设置在单相回路中，也可设置在任两相回路中，也可在三相中均设置；为确保主回路的安全，可设置一旁路开关，与主回路并联；所述主回路的输入电压是供电电压，输出电压为负载电压，所述各相变压器组包含一个或n个串联的变压器，其中，n大于等于2；所述变压器组初级侧额定电压为220V，次级侧额定电压可依次成等比数列。所述控制电路接在所述的各相变压器组初级侧上，每一控制电路包含交流接触器组，每个交流接触器组包含2个交流接触器，用于控制所在相变压器组接入主回路的变压器数目；所述接触器驱动电路与控制电路和主回路的输出端及主回路中各相变压器的初级侧连接；接触器驱动电路将主回路输出的负载电压作为反馈电压，和接触器驱动电路内预先设置的基准电压进行比较，并根据比较结果调节驱动所述控制电路中的交流接触器组，进而调节主回路 中变压器组对应相的接入或断开，以及每相变压器组中的变压器接入主回路的数目。 

所述接触器驱动电路包括： 

与主回路中各相变压器的初级侧连接的电脑板电源，将供电回路提供的输入电压作为接触器驱动电路的工作电压； 

与主回路每相输出端连接的采样变送器，采集主回路输出的负载电压； 

基准设置电路，为单片机控制电路提供基准电压信号； 

单片机控制电路，与电脑板电源、基准设置电路、采样变送器和继电气组连接，用于比较反馈电压值（即主回路的负载电压值）和基准电压信号，产生控制继电器组的编码序列，对应接入接触器驱动电路的继电器组的个数和位置； 

继电器组，每个继电器组包含2个继电器，分别用于控制驱动控制电路内的2个交流接触器。 

本实用新型的一种三相独立调节的高效节电系统，每相采用闭环控制回路对供电主回路上的负载电压进行控制调节，本节点系统的电路逻辑结构如图1所示，其工作流程包括步骤： 

1）设定基准电压，送入接触器驱动电路的基准设置电路作为与反馈电压比对的基准。 

2）接触器驱动电路的采样变送器分别采样每相供电主回路上输出的负载电压后送入接触器驱动电路的单片机控制电路，作为反馈电压信号； 

3）单片机控制电路对反馈电压信号和基准电压信号进行比较运算，并根据比较结果产生一个编码序列； 

4）单片机控制电路依照编码序列依次顺序驱动继电器组、交流接触器、各相中的变压器组及变压器组中单个变压器的初级侧，使变压器初级侧顺序地投入工作或切除工作，从而改变单个或多个变压器次级侧所在的主回路的压降及其负载输出。 

其中，所述变压器组包含3n个变压器，各相变压器组包含n个变压器，且n大于等于1。属于同一相的变压器组中的各个变压器的次级侧额定电压可单独进行设置。当采用控制电路对变压器的次级侧进行控制时，为简化编程，可将次级侧依次设置成等比数列，从而提供每相2ⁿ种电压降的组合。例如，当n＝3时，即主回路中包含9个变压器组成的变压器组，各相变压器组次极侧的额定电压分别为a、2a、4a，则每相三个变压器所能提供的电压的组合共有0、a、2a、3a、4a、5a、6a、7a八种。当然，也可对次级侧设置成其他值，本实用新型并不以此为限。当三相电路输入电压值处于平衡状态时，可根据情况让变压器无差比输出；当三相电路输入电压值不平衡时，根据输入电压值的情况确定工作的变压器，使其所在相升压或降压，从而确保输出三相平衡的电压。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的三相独立调节高效节电系统的主回路只包含变压器组，不含任何电子器件，执行元器件采用变压器（节能线圈），属于电感性元器件，不会对电网造成谐波干扰，对电网无危害。采用闭环控制系统，可对电源进行全自动动态跟踪，实现连续调节，始终输出稳定的、最优照明电压。可靠性高，既提高了设备的使用寿命，又大大的提高了控制和节约电能的效率，尤其对照明系统的控制和节约效果最为显著。 

附图说明

图1是本实用新型的电路逻辑结构示意图； 

图2是本实用新型用于三相单变压器电路的原理图； 

图3是本实用新型用于三相双变压器电路的原理图； 

具体实施方式

以下结合附图，通过优选的实施例对本实用新型内容进行详细描述，但不构成对本实用新型的限制。 

本实用新型可以适用于三相电路的单相回路，也可以适用于三相电路中两相或三相电路的组合回路；可以适用于每相电路内仅有一个变压器的情况，也可以适用于每相电路内有多个变压器的情况。以下对三相单变压器和三相双变压器电路的情况进行详细描述，本领域的技术人员能够理解其他情况。 

实施例一： 

以三相单变压器电路为例，如图1、2所示，三相独立调节的高效节电系统包括依次连接的主电路、控制电路和接触器驱动电路。主电路由接入电源相线的变压器（节能线圈）组成，每一相的电源线与一个变压器的次级侧连接，为其输入供电电压，每一变压器的初级侧输出所在相的负载电压。变压器由接在其初级侧的控制电路进行控制，控制电路包含2个交流接触器，分别与变压器初级侧的两端连接。交流接触器由接触器驱动电路E1控制，接触器驱动电路中包含： 

2个继电器，分别驱动2个交流接触器； 

单片机控制电路，用于比较反馈电压值和单片机中产生控制继电器组的编码序列； 

与单片机控制电路相连接的基准设置电路，为单片机控制电路提供基准电压信号； 

采样变送器，分别与主回路输出端及单片机控制电路连接，用于将主回路输出的负载电压作为反馈电压反馈给单片机； 

电脑板电源，与电网输入线连接，为接触器驱动电路提供工作电压。 

接触器驱动电路采用电压采样闭环控制系统，将电网电压与负载变化所反馈的信息传送到驱动电路并不断与设定电压值进行比较，当反馈电压中的某相电压低于基准电压时，单片机控制电路根据单片机中产生的编码序列控制对应相的继电器工作，从而驱动对应的交流接触器闭合，使所在相的变压器工作；当反馈电压高于基准电压时，单片机控制电路根据单片机中产生的编码序列控制对应相的继电器断开，从而驱动对应的交流接触器断开，使所在相的变压器停止工作。通过自动改变主绕组上的电压降，使负载电压稳定在设定值，控制输出的电流电压。 

其中，单个变压器（节能线圈）初级侧额定电压为220V，次级侧额定电压分别为10V，可提供的电压降共有0V、10V二种。 

实施例二： 

根据实际工作的需要，每相主回路中可以设置两个或两个以上的变压器，彼此串联。本实用新型仅以图3为例进行说明，但本实用新型并不以此为限。 

与实施例一不同的是，每相主回路中设置有两个串联的变压器，形成变压器组。当反馈电压中的某相电压低于基准电压时，单片机控制电路根据单片机中产生的编码序列控制对应相的继电器工作，从而驱动对应的交流接触器闭合，增加所在相工作的变压器数量，使输出的负载电压升高；当反馈电压高于基准电压时，单片机控制电路根据单片机中产生的编码序列控制对应相的继电器断开，从而驱动对应的交流接触器断开，减少所在相工作的变压器数量，使输出的负载电压降低。通过自动改变主绕组上的电压降，使负载电压稳定在设定值，控制输出的电流电压。 

根据实际情况，可以在每相中设置三个或更多的变压器串联，以满足需要。 

以上仅为本实用新型的几个典型实施例，为方便本领域内人员的理解，但本实用新型并不以此为限。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围以权利要求书为准。 

Claims (6)

1.一种三相独立调节的节电系统，其特征在于，包括

一主回路，包括设置在任一相/两相或三相中的变压器组，其中各相变压器组包括一个或至少两个串联的变压器；所述主回路的输出电压为负载电压；

一控制电路，接在所述各相变压器组初级侧，控制所在相变压器组接入主回路的变压器数目；

一接触器驱动电路，与控制电路和主回路的输出端及主回路中各相变压器的初级侧连接；所述接触器驱动电路内预设一基准电压，通过将所述负载电压与所述基准电压比较，来调节控制电路。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述任一相变压器组中的各个变压器的次级侧额定电压成等比数列设置。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制电路包括交流接触器组，每个交流接触器组包含2个交流接触器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接触器驱动电路包括：

一电脑板电源，与主回路中各相变压器的初级侧连接；

一基准设置电路，为单片机控制电路提供基准电压信号；

一采样变送器，与主回路每相输出端连接，采集所述负载电压值；

一单片机控制电路，与电脑板电源、基准设置电路、采样变送器和继电气组连接，用于比较负载电压值和基准电压信号，产生控制继电器组的编码序列，对应接入接触器驱动电路的继电器组的个数和位置；以及

一继电气组，控制交流接触器。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一输入开关和一输出开关；所述主回路、控制电路和接触器驱动电路位于输入开关和输出开关之间。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一旁路开关，与输入开关、输出开关和主回路构成的电路并联。

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