CN205646829U - 一种交流电压补偿系统 - Google Patents

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房伟
王新平
付志远
于继宝
杨涛
李申伟
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Abstract

本实用新型提出一种交流电压补偿系统,包括电压输入端和电压输出端,在电压输入端和电压输出端之间还连接有交流接触器、电压补偿变压器以及控制器,所述控制器通过控制交流接触器控制改变电压补偿变压器的工作模式,所述控制器还用以检测输入电压和输出电压的大小;在电压输入端还连接有检测电压补偿变压器运行电流的电流互感器,所述电流互感器与控制器相连,有效地解决农村电网中末端电压过低的问题,节省了线路的投资,又提高了末端的功率因数,实现了节约能耗,同时提高了电压合格率,满足用户用电需求。

Description

一种交流电压补偿系统
技术领域
本实用新型涉及一种交流电压补偿系统。
背景技术
电压是电能主要质量指标之一。电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产和人民生活用电都有直接影响。我国农村电网由于供电线路长,负荷变化大造成供电电压的跌落、压降等供电质量问题,长期困扰供电部门,严重影响着农业生产和人民群众用电的需求。
目前,常用调节电压的方法有两种:一种是改变变电站主变压器有载分接头调压,但调节的依据只能是以变电站母线为基准,不能保证部分线路的电压波动,而且频繁调整 主变分接头对主变的安全运行影响比较大;另一种方法是投切电容器,通过减小线路无功 电流所引起的压降达到调压的目的,此方法适用面有限、调压范围小,对因供电线路过长造成的电压低难以达到预期效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对低压配电电网中,末端电压偏低、供电质量不稳定、成本高等缺陷,提出一种交流电压补偿系统,可以实现不停电自动调节输出电压、自动实现无功功率就地平衡;有效降低线路有功损耗和线路阻抗压降,且具有多重保护和旁路供电功能,系统运行安全可靠,保障居民的正常用电需求。
为了达到上述目的,本实用新型提出一种交流电压补偿系统,包括电压输入端和电压输出端,电压输入端包括输入火线和输入零线,电压输出端包括输出火线和输出零线,在电压输入端和电压输出端之间还连接有交流接触器、电压补偿变压器以及控制器,所述控制器通过控制交流接触器控制改变电压补偿变压器的工作模式,所述控制器还用以检测输入电压和输出电压的大小;在电压输入端输入火线上还连接有检测电压补偿变压器运行电流的电流互感器,所述电流互感器与控制器相连。
进一步的,在电压输出端的输出火线上还连接有保护控制开关,所述保护控制开关与控制器相连。
进一步的,所述电压补偿变压器的工作模式包括旁路运行模式和调压运行模式。
进一步的,在电压输出端还连接有与电压补偿变压器并联连接的智能电容器,智能电容器用于无功自动补偿,实现无功功率就地平衡,以降低供电线路中的无功电流分量,从而降低了线路阻抗压降和线路无功损耗,达到稳压和降损的双重效果。
与现有技术相比,本实用新型的优点和积极效果在于:
本实用新型通过控制器检测输入电压和输出电压大小,并对电压补偿变压器发出控制指令,通过交流接触器改变电压补偿变压器接入线路的状态以改变其工作模式,进而对末端电压进行调节补偿,为电压偏低、供电质量不稳定的低压配电电网提供了一个经济、便捷的解决方案,既为电力部门节省了大量的人力、物力,又向用户提供了稳定可靠的供节省电质量,从而大大减少了农网改造的投资从而保证供电质量、提高电压合格率;且不用延伸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,能承受短时超载,过载能力强,适用负载广泛,可与各类设备配合运行(如消谐、无功补偿设备),保证用户的正常用电需求。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述系统实现原理图。
具体实施方式
本实用新型提出一种交流电压补偿系统,下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步地说明。
参考图1,本实施例提出一种交流电压补偿系统,包括电压输入端Ui和电压输出端Uo,电压输入端Ui包括输入火线L和输入零线,电压输出端Uo包括输出火线L’和输出零线,在电压输入端Ui和电压输出端Uo之间还连接有交流接触器Ka、电压补偿变压器TB以及控制器,所述交流接触器的常闭点的一端与输入火线相连,另一端与电压补偿变压器的输出端相连,其常开点的一端与输入火线相连,另一端与控制器和电压补偿变压器的档位控制端相连,所述控制器通过控制交流接触器Ka控制改变电压补偿变压器TB的工作模式,所述控制器还用以检测输入电压和输出电压的大小;在电压输入端输入火线上还连接有检测电压补偿变压器运行电流的电流互感器TA,所述电流互感器TA与控制器相连,实现电流指示和保护功能。
实施例中,当控制器监测到电压输入端电压Ui 偏低时,自动发出相应的调压指令Uk,通过选择K1-K3导通,以产生适当的补偿电压ΔU,将电压补偿变压器TB输出电压动态调节为Uo=Ui+ΔU,使末端用户电压提升,满足正常用电要求。
其中,交流接触器Ka 为一次开关器件,包括常闭点和常开点,用于电压补偿变压器TB工作模式的转换(旁路运行/调压运行),本实施例所述交流电压补偿系统还包括用于检测电压补偿变压器TB运行电流的电流互感器TA ,在电压输出端的输出火线上还连接有保护控制开关Kb,所述保护控制开关Kb与控制器相连,所述电压补偿变压器的工作模式包括旁路运行模式和调压运行模式。
为了实现无功功率就地平衡,在电压输出端还可以连接与电压补偿变压器并联连接的智能电容器,智能电容器用于无功自动补偿,以降低供电线路中的无功电流分量,从而降低了线路阻抗压降和线路无功损耗,达到稳压和降损的双重效果。
为了进一步说明本实施例的工作原理,下面详细介绍交流电压补偿系统的工作过程:
a) 当控制器检测到输入电压正常时(198V-242V),发出旁路运行指令,即接触器Ka常闭点闭合,常开点断开,电压补偿变压器工作于旁路运行模式,以降低线路损耗、延长电压补偿变压器使用寿命。
b) 当控制器检测到输入电压偏低时(<198V),控制器发出调压运行指令,即接触器Ka 常开点闭合,常闭点断开;调压指令Uk选择控制K1-K3导通,电压补偿变压器工作于自动调压运行模式,以抬升末端用电电压。
c) 补偿变压器TB 的初级线圈具有3个档位,控制器能够根据系统电压的波动和用户负荷的变化,通过选择K1-K3导通,动态调整到合适的档位,使输出电压始终满足末端用户的用电需求。
d) 当电压补偿变压器检测到电压异常或运行电流过载时,控制器发出输出保护指令,控制保护控制开关Kb,使电压补偿变压器停止输出,保护用电设备不被损坏。
e)以电压补偿变压器实时检测电压为依据,对电压进行调节;当不需要调节电压时整机旁路运行,减少功耗;当需要调节电压时,根据输出电压是否达到预定的电压目标为依据调节电压补偿器档位,稳定电压输出。
以电压补偿变压器TB输出侧电压为依据,调节电压高低档位,稳定电压输出(单相);以电压补偿变压器TB输入侧电压为依据,判断是否需要调节电压,当不需要调节电压时整机旁路运行,减少功耗;当需要调节电压时,根据输出侧电压是否达到预定的电压目标为依据调节电压补偿器档位,稳定电压输出(三相)。
例如,一些台区因供电半径较长造成末端用户不能正常用电,在用电高峰期时,末端用户电压可能低至180V 以下,此时不能保证用户的基本用电需求,如照明、电视、启动抽水机等。针对这种情况,可将本实施例所述补偿系统的安装点选择在电压为180V~190V(高峰期电压)处,经补偿系统的升压后,可以将输出电压提高到200V~230V, 线路末端电压也能提高到200V 左右,进而保证了用户的基本家用电器在用电高峰期能够正常使用。
另外,由于农村用电的季节性和时段性特点,为了满足末端客户的基本用电需求,通常将配变的分接头调到偏高电压输出,从而导致轻负载时段首、末端电压都偏高超上限;而在用电高峰期时段,首端电压超上限,末端电压超下限,致使电压合格率过低。通过设置本实施例补偿系统,可适当调低配变输出电压,在用电负荷较轻时电压不会超高,当用电负荷集中导致电压过低时,补偿系统将自动对电压进行补偿,保证用户的正常用电需求,从而提高电压合格率。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非是对本实用新型作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种交流电压补偿系统,包括电压输入端和电压输出端,电压输入端包括输入火线和输入零线,电压输出端包括输出火线和输出零线,其特征在于,在电压输入端和电压输出端之间还连接有交流接触器、电压补偿变压器以及控制器,所述控制器通过控制交流接触器控制改变电压补偿变压器的工作模式,所述控制器还用以检测输入电压和输出电压的大小;在电压输入端输入火线上还连接有检测电压补偿变压器运行电流的电流互感器,所述电流互感器与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的交流电压补偿系统,其特征在于,在电压输出端的输出火线上还连接有保护控制开关,所述保护控制开关与控制器相连。
3.根据权利要求2所述的交流电压补偿系统,其特征在于,所述电压补偿变压器的工作模式包括旁路运行模式和调压运行模式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106356733A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 国网山东省电力公司烟台供电公司 一种供居民用户使用的单相电压提升箱
CN106911134A (zh) * 2017-04-24 2017-06-30 许继集团有限公司 一种平抑配电网负荷母线电压波动的方法及系统

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