CN204947599U - 低压线路自动调压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压线路自动调压器，包括第一保护断路器、第二保护断路器、第三保护断路器、第一换挡开关、第二换挡开关、第三换挡开关、逻辑电路、电流互感器、升压变压器和检修开关。该低压自动调压器可自动调节供电线路后端电压，从而保证供电质量、提高电压合格率，不用延伸10KV线路，不需新增配电变压器，并且输出为正弦波，无谐波干扰，输出效率高，可长期连续工作，过载能力强，适用负载广泛，即使在设备检修或故障退出运行时，低压线路也无需断电，解决了配电网用户普遍存在的电压合格率低的问题。该低压自动调压器具有成本低、安装使用方便、保护全面、智能化水平高等特点。

Description

低压线路自动调压器

技术领域

本实用新型涉及电气工程领域，涉及一种电力系统中的农网专用稳压装置即低压线路自动调压器(LSVR)，该低压自动调压器适用于农网微型户，供电半径很长，传统改造需延伸10kV线路，新增布点代价比较大的配变台区。

背景技术

随着电能需求的快速增长，新农村城镇化建设进程的不断加快，特别是“家电下乡”等一系列惠农政策的实施，农村用电负荷日益攀升，特别是夏、冬、春节等季节性负荷高峰期，农网末端用户电压可降低至180V以下，根本无法保证居民的基本生活用电需求，如电视、空调、抽水机等无法正常使用。

造成农网低电压现象的主要原因有：(1)10kV或低压配电线路供电半径长，线路末端电压损耗大；(2)农网用户所用配变容量小，负荷变化大致使电压波动大；(3)三相负载不平衡，负载重的一相电压偏低；(4)线路导线截面小等。

针对农网末端低电压问题，通过更换大截面的导线不能确实解决长线路的低电压问题。在低电压台区增设10kV配电补点虽然能解决问题但需要征地、延伸10kV线路、立杆架线等牵扯多方利益，且成本较高。

此外，一些厂家研发的低压线路动态调压器串联在低压线路末端，直接自动调节输出电压，有效解决几十户居民用电的低电压问题。但是当供电系统不能满足该设备正常工作要求时或设备发生故障时，该设备必须在连接线路断电后通过人工干预才能退出运行。个别低压调压设备由于调压开关档位切换动作不同步，出现短时输出不合格电压，这会导致一些用电设备(比如电脑、电视等)发生重启现象，从而大大缩短了用电设备的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种低压线路自动调压器(LSVR)。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以解决：

一种低压线路自动调压器，包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS；其中，第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路，第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路，第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路，第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi，并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端，升压变压器TB还连接检修开关QS，检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线。

进一步的，所述线路的出线和零线之间并联由电容器C与电容投切开关KM的串联电路。

进一步的，所述检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。

进一步的，所述第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。

进一步的，所述第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。

进一步的，所述升压变压器TB采用干式自耦结构。

本实用新型还包括如下其他技术特征：

1、逻辑电路对于换挡开关采用档位联动的控制方式，切换过程中不断电、不会产生电压暂降。

2、换挡开关采用宽范围开关电源直流供电模式，在系统电压220V即使低到100V也能够可靠工作。

3、有带过零投切的电容无功补偿，不仅可稳定系统电压，还可降低系统损耗。

4、该线路自动调压器不仅适用于低压单相系统，还适用于低压三相四线制系统，三相系统可根据每相电压不同而分相调节。

本实用新型可对电网低压线路的末端低电压进行自动补偿，并能稳定输出合格的正弦波电压(210～230V之间)。该设备主体发生故障时，逻辑电路部件能进行自动保护，隔离故障，同时自动切换至旁路运行，设备的退出运行和故障检修都不需要进行线路断电操作。同时，能够分相调节电压，解决线路三相不平衡问题。在不进行大规模农网改造的前提下，可与各类设备配合运行(如消弧、无功补偿设备)，有效解决各种因素引起的低电压问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是根据用户负荷选取的单相LSVR低压自动调压器安装示意图。

图3是根据配变容量选取的三相LSVR低压自动调压器安装示意图。

图4是逻辑电路的硬件系统框图。

图5是逻辑组件的一个实施例的结构示意图。

下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的低压线路自动调压器，包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS；其中，第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路，第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路，第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路，第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi，并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端，升压变压器TB还连接检修开关QS，检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线；电容器C与电容投切开关KM串联后并联在线路的出线和零线之间，用于就地补偿无功损耗，提高功率因数。

电容器为选配组件，可根据实际线路情况配装。

本实用新型在应用时被串接在低压线路末端及用户负荷前端，即低压线路的进线、出线、零线分别接到检修开关QS的刀闸端，刀闸操作到上端时自动调压设备完全脱离电网，且电网不断电，刀闸操作到下端时自动调压器接入到电网进行电压调节。

可选的，检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。

可选的，第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，主回路触点的额定电流至少为工作电流的3倍。换挡开关的电磁线圈选用直流供电，可满足在供电电压较低时的可靠动作。并且选用的电磁线圈接线端加装有过电压抑制器，减小其对逻辑电路的干扰。切换档位时，逻辑电路发出指令使某两挡开关同时动作(一个开断一个闭合同时进行)，以保证输出正弦波电压。

可选的，第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。它们在正常情况下处于闭合状态，当出现某两档换挡开关同时闭合时(故障状态)，第二保护断路器QF2和第三保护断路器QF3断开，第一保护断路器QF1不动作，同时换挡开关KM1处于闭合状态。该控制过程可保证线路不断电，也能防止两档转换开关同时接通产生的环流对设备造成损害。

检修开关QS采用单刀双掷开关。

升压变压器TB采用干式自耦结构，其铁芯采用优质冷轧晶粒取向硅钢片，单相压叠式铁芯结构，铁芯接缝形式为45度全斜接缝，使磁通沿着硅钢片接缝方向通过。线圈采用耐温等级为H级(180℃)漆包扁铜线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，散热性能好，过负载能力强，强迫风冷时可提高容量运行。该升压变压器能够实现升压20％，调节档位为3档。该升压变压器配备完美的温度检测和保护系统。采用信号温度监控系统，可自动启动、停止风机，并有报警、跳闸等功能。

参见图4，逻辑电路主要包括以下几个单元：

(1)信号变换放大电路，用于将模拟信号调理成适配AC/DC转换的信号。

(2)AC/DC转换模块，用于将输入的交流信号转换为直流信号，以便逻辑组件接收和处理；

(3)逻辑组件，用于实现本实用新型的自动控制，其结构如图5所示；

(4)换挡开关输出模块，用于将逻辑组件发出的信号转换为可操作的开关电源信号。

(5)电源组件，包括后备电源和电源模块，用于给逻辑组件提供工作电能。

上述部件中，后备电源通过电源模块连接逻辑组件，信号变换放大电路通过A/D转换模块连接逻辑组件。

参见图5，逻辑组件的组成及工作原理：

输入电压经过采样电路转换成直流模拟信号Vo，然后输入到图5中由U1、U4、U6、U5、U2、U3及外围元件组成的逻辑比较电路中，逻辑比较电路输出3个开关量信号G1、G2、G3，分别对应3个档位，3个开关量信号G1、G2、G3通过ULN2004放大后驱动继电器，产生档位开关量输出。

当调压器输入电压在215V～260V时，U1的1脚和7脚都输出高电平，两个高电平经过一个2输入与非门U2A，输出低电平，再经过一个非门U3A，输出高电平，即G1处的电平为高，继电器K1闭合。反之，当输入电压超出215V～250V范围时，G1输出低电平，继电器K1断开。

当调压器输入电压在218V～190V时，U4的1脚和7脚都输出高电平，两个高电平经过一个4输入与非门U5A，U5A的1脚和5脚的信号来自G1和G3的反相输出，作用是，只有在G1和G3都输出低电平时，U5A才输出低电平，再经过非门U3B，输出高电平，即G2处的电平为高，继电器K2闭合。反之，当输入电压超出215V～250V范围时，G2输出低电平，继电器K2断开。

当调压器输入电压在192V～160V时，U6的1脚和7脚都输出高电平，两个高电平经过一个2输入与非门U2B，输出低电平，再经过一个非门U3C，输出高电平，即G3处的电平为高，继电器K3闭合。反之，当输入电压超出192V～160V范围时，G3输出低电平，继电器K3断开。

以上逻辑比较电路实现的结果如下：

输入电压为215V～～260V时，继电器K1闭合，K2、K3断开；

输入电压为192V～～215V时，继电器K2闭合，K1、K3断开；

输入电压为160V～～192V时，继电器K3闭合，K1、K2断开。

参见图2，图2是根据用户负荷选取的单相的安装示意图。该安装方式为电杆安装，安装材料含抱箍3套和螺栓6对。将低压自动调压器串联在线路末端，禁止并联运行。安装前核对安装点后的负载，确保负载小于自身额定容量。

参见图3，图3是根据配变容量选取的三相的低压自动调压器安装示意图，该安装方式为电杆安装或者墙面安装，安装材料含抱箍3套和螺栓6对。本实用新型可分相调节线路电压，解决由于某一相重负荷引起的三相不平衡问题。将本实用新型串联在线路中后端，禁止并联运行，安装前核对线路前端的配变容量与设备选型时数据一致，并且确定此配变不存在过载现象。

本实用新型的工作原理如下：

当输入电压低于设定值时，逻辑电路控制换挡开关投合，根据升压情况选择KM2合或KM3合，三个保护断路器开关初始设定为投合状态，故不动作，然后检修开关QS动作使升压变压器工作，稳定输出合格电压。当前输入电压高于设定值时，逻辑电路自动控制换挡开关动作，即KM1合，KM2或KM3同时断开，升压变压器不工作。当供电系统不能满足设备正常工作要求时或设备发生故障时，逻辑电路自动控制投合旁路开关QS，保证线路正常供电，设备自动退出运行且方便检修。电容器C并联在线路末端，用于就地补偿无功损耗，提高功率因数。电容器为选配组件，可根据实际线路情况配装。

Claims (6)

1.一种低压线路自动调压器，其特征在于，包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS；其中，第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路，第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路，第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路，第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi，并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端，升压变压器TB还连接检修开关QS，检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线。

2.如权利要求1所述的低压线路自动调压器，其特征在于，所述线路的出线和零线之间并联由电容器C与电容投切开关KM的串联电路。

3.如权利要求1所述的低压线路自动调压器，其特征在于，所述检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。

4.如权利要求1所述的低压线路自动调压器，其特征在于，所述第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。

5.如权利要求1所述的低压线路自动调压器，其特征在于，所述第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。

6.如权利要求1所述的低压线路自动调压器，其特征在于，所述升压变压器TB采用干式自耦结构。