CN208401552U - 一种智能型低压末端调压补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能型低压末端调压补偿装置，属于配电网自动调压技术领域。它解决了现有的技术无法精确控制无功补偿，存在电能质量差的问题。本智能型低压末端调压补偿装置包括测控模块、输入侧和输出侧，其中，输入侧和输出侧之间连接有升压变压器，测控模块和升压变压器之间连接有开关电路，升压变压器的输出端连接有多个无功补偿模块，各无功补偿模块与升压变压器之间还连接有开关器件，升压变压器的输入端连接有数据采集模块，开关器件和数据采集模块均与测控模块连接，测控模块根据数据采集模块检测的信号，控制开关电路的通断来调节输出侧的电压，控制开关器件的通断来控制无功补偿模块投切的数量。本装置能够提高电能质量。
Description
技术领域
本实用新型属于配电网自动调压技术领域，涉及一种智能型低压末端调压补偿装置。
背景技术
目前导致末端(用户端)电压低的原因主要有：1.线路过长，线径过细，线路压降大；2.主变压器容量不够，拖不动；3.末端无功欠补严重，造成末端电压低；4.三相负荷严重不平衡，造成电压损失。末端电压低会导致居民的一些大功率的用电设备，如电磁炉，电热水器以及空调，生产设备等无法正常使用，缩短设备的使用寿命，严重影响居民的生活质量和生产效率，同时也加大了当地供电部门的供电工作量。
针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了一种智能调压补偿装置【申请号：CN201620950451.6】，包括用于输出升压的多抽头式调压器，还包括与多抽头式调压器连接的无功补偿装置，还包括自动输出信号控制多抽头式调压器升压的智能控制器，还包括手动输出信号控制多抽头式调压器升压的手动调压按钮，还包括在智能控制器的自动调压、手动调压按钮的手动调压之间相互切换的切换开关，还包括负责电压转换功能、并给智能控制器及控制回路供电的电源管理器，还包括具有信号隔离及控制作用的第一接触器、第二接触器，还包括用于保护、并固定上述所有器件的柜体。该实用新型虽然智能化程度高，自带进线电压采样装置，能根据进线电压自动切换多抽头式调压器的抽头，保证用户的供电，但是该装置中的无功补偿装置只有一组，无法根据采集到的功率因素来精确控制无功补偿，仍存在电能损耗大，电能质量差的问题，而且该装置需人员值守，人力成本高。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种智能型低压末端调压补偿装置，该智能型低压末端调压补偿装置所要解决的技术问题是：如何提高电能质量。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种智能型低压末端调压补偿装置，包括测控模块、用于连接火线的输入侧和用于连接用电设备的输出侧，所述输入侧和输出侧之间连接有升压变压器，所述测控模块和升压变压器之间连接有用于控制升压变压器输出电压的开关电路，其特征在于，所述升压变压器的输出端连接有多个无功补偿模块，各无功补偿模块与升压变压器之间还连接有开关器件，所述升压变压器的输入端连接有用于采集输入侧电压信号和电流信号的数据采集模块，所述开关器件和数据采集模块均与测控模块连接，所述测控模块根据数据采集模块检测的信号，控制开关电路的通断来调节输出侧的电压，控制开关器件的通断来控制无功补偿模块投切的数量。
本智能型低压末端调压补偿装置的工作原理为：通过电压互感器检测输入侧的电压值，通过电流互感器检测输入侧的电流值，测控模块根据电压互感器采集的电压值来控制开关电路的通断来改变升压变压器串联线圈的匝数，调节升压变压器的输出电压在合格范围内，达到提升电压的目的；同时，测控模块根据电压互感器和电流互感器采集的信号来获取线路的功率因数，进而根据获取的功率因数控制无功补偿模块接入升压变压器输出端的数量，实现了无功补偿的精确调节，减少了线路电流，降低了损耗，有效提高了电能质量。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述升压变压器包括串联在输出侧和输入侧的主线圈以及串联在输入侧和零线之间的副线圈，所述副线圈上引出至少一个抽头，所述开关电路包括并联在主线圈上的第一开关K1、串联在输入侧与副线圈之间的第二开关K2以及串联在各抽头与输入侧之间的第三开关K3，所述第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3均与测控模块连接。当检测到输入侧电压正常时，控制第一开关K1闭合，不控制调压直接输出至用户；在输入侧电压低于标准值时，根据检测的电压值控制第二开关K2闭合或控制第三开关K3闭合，起到自动调压的目的，使输出侧电压符合供电标准电压。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3均包括光耦隔离电路和双向可控硅，所述双向可控硅的控制极通过光耦隔离电路与测控模块连接。在调压阶段，通过双向可控硅实现过零投切，无涌流产生，使通过升压变压器后输出的电压更加温度可靠，提高电能的质量，另外，通过控制光耦隔离电路的通断以实现双向可控硅的可靠工作，避免了双向可控硅的误触发并起到隔离保护的作用，具有可靠性高、构造简单的优点。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述无功补偿模块的数量为三组，各无功补偿模块均通过开关器件与升压变压器的输出端连接。无功补偿模块的数量设定为三组，能够实现对无功补偿的精确调整，提高电能质量。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述开关器件采用继电器，所述继电器的线圈端与测控模块连接，所述继电器的触点开关串联在无功补偿模块和升压变压器之间。采用继电器便于控制无功补偿模块的投入组数，实现功率因数的提高。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述智能型低压末端调压补偿装置还包括RS485通讯接口和用于与远程监控端建立远程通讯的GPRS信号发生器，所述GPRS信号发生器通过RS485通讯接口与测控模块连接。设置GPRS信号发生器能够实现远程监测控制，无需人员值守，降低了人员成本。
在上述的智能型低压末端调压补偿装置中，所述数据采集模块包括与测控模块连接的用于检测输入侧电压信号的电压互感器和用于检测输入侧电流信号的电压互感器。
与现有技术相比，本智能型低压末端调压补偿装置具有以下优点：
1、本实用新型输出为正弦波，无谐波干扰，输出效率高；在输入侧电压低于标准值时，进行自动调压，使输出侧电压符合供电标准电压，而且本装置能够根据采集的功率因数情况进行精确无功补偿，减少线路无功电流，降低线路损耗。
2、本实用新型具有保护功能，不会发生使用本装置，导致电压超过标准值而烧毁用户设备的情况，本装置能够连续运行，过载能力强，并能够实现远程监控，有效降低人员成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路结构示意图。
图中，1、输入侧；2、输出侧；3、升压变压器；4、测控模块；5、无功补偿模块；6、开关电路；7、开关器件；8、GPRS信号发生器；9、RS485通讯接口；10、数据采集模块；10a、电压互感器；10b、电流互感器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1、2所示，本智能型低压末端调压补偿装置包括测控模块4、用于连接火线的输入侧1和用于连接用电设备的输出侧2，其中，输入侧1和输出侧2之间连接有升压变压器3，测控模块4和升压变压器3之间连接有用于控制升压变压器3输出电压的开关电路6，升压变压器3的输出端连接有多个无功补偿模块5，各无功补偿模块5与升压变压器3之间还连接有开关器件7，升压变压器3的输入端连接有用于采集输入侧1电压信号和电流信号的数据采集模块10，所述开关器件7和数据采集模块10均与测控模块4连接，测控模块4根据数据采集模块10检测的信号，控制开关电路6的通断来调节输出侧2的电压，控制开关器件7的通断来控制无功补偿模块5投切的数量。
作为优选方案，升压变压器3包括串联在输出侧2和输入侧1的主线圈以及串联在输入侧1和零线之间的副线圈，副线圈上引出至少一个抽头，开关电路6包括并联在主线圈上的第一开关K1、串联在输入侧1与副线圈之间的第二开关K2以及串联在各抽头与输入侧1之间的第三开关K3，第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3均与测控模块4连接。当检测到输入侧1电压正常时，控制第一开关K1闭合，不控制调压直接输出至用户；在输入侧1电压低于标准值时，根据检测的电压值控制第二开关K2闭合或控制第三开关K3闭合，起到自动调压的目的，使输出侧2电压符合供电标准电压。
作为优选方案，第一开关K1包括光耦隔离电路和并联在升压变压器3两端的双向可控硅，双向可控硅的控制极通过光耦隔离电路与测控模块4连接；第二开关K2和第三开关K3与第一开关K3采用相同的结构。在调压阶段，通过双向可控硅实现过零投切，无涌流产生，使通过升压变压器3后输出的电压更加温度可靠，提高电能的质量，另外，通过控制光耦隔离电路的通断以实现双向可控硅的可靠工作，避免了双向可控硅的误触发并起到隔离保护的作用，具有可靠性高、构造简单的优点。
作为优选方案，无功补偿模块5的数量为三组，各无功补偿模块5均通过开关器件7与升压变压器3的输出端连接。无功补偿模块5的数量设定为三组，能够实现对无功补偿的精确调整，提高电能质量。
作为优选方案，开关器件7采用继电器，继电器的线圈端与测控模块4连接，继电器的触点开关串联在无功补偿模块5和升压变压器3之间。采用继电器便于控制无功补偿模块5的投入组数，实现功率因数的提高。
作为优选方案，本智能型低压末端调压补偿装置还包括RS485通讯接口9和用于与远程监控端建立远程通讯的GPRS信号发生器8，GPRS信号发生器8通过RS485通讯接口9与测控模块4连接。设置GPRS信号发生器8能够实现远程监测控制，无需人员值守，降低了人员成本。
作为优选，测控模块4采用PLC控制器。
如图2所示，本智能型低压末端调压补偿装置的具体电路连接结构为：与火线连接的输入侧1和与用户连接输出侧2之间连接升压变压器3的主线圈，主线圈上并联有第一开关K1，输入侧1和零线之间连接升压变压器3的副线圈，副线圈上引出至少一个抽头，抽头通过第三开关K3与输入侧1连接，副线圈与输入侧1之间通过第二开关K2连接，其中，第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3组成用于控制升压变压器3输出的升压值的开关电路6；作为优选方案，输入侧1与升压变压器3的输入端之间还连接有断路器K和避雷器F，在断路器K和避雷器F之间设置有数据采集模块10，具体包括电流互感器10b和电压互感器10a；升压变压器3的输出端连接有三组无功补偿模块5，无功补偿模块5包括三个星型连接的电容，三组无功补偿模块5分别通过开关器件7与升压变压器3的输出端连接，作为优选，各开关器件7与升压变压器3的输出端之间还连接有熔断器FU；其中，电流互感器10b、电压互感器10a、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3以及与三组无功补偿模块5连接的三个开关器件7均与测控模块4连接，此外，测控模块4还通过RS485通讯接口9与GPRS信号发生器8连接，实现远程监测。本装置通过电压互感器10a采集电压信号并送至测控模块4，测控模块4将测量值与标准值做比较，通过控制开关电路6中的第一开关K1、第二开关K2或第三开关K3的通断来改变升压变压器3串联线圈的匝数，调节输入给用户的电压在合格范围内；另外，本装置通过电流互感器10b采集电流信号并送至测控模块4，测控模块4根据电流信号和电压信号确认输入侧1的功率因数情况，分析对比设定值，通过控制开关器件7的通断来控制投入电容的组数，实现功率因数的提高。本装置的测控模块4通过RS485通讯接口9与GPRS信号发生器8相连，用户只要下载专属的APP后就可通过手机或电脑实现远程监测控制，具有响应速度快，运行可靠，自动化程度高，无功补偿效果好，功耗低，防雷抗潮湿功能强，保护功能强，使用寿命长，体积小，安装维护方便，无需人员值守等优点。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种智能型低压末端调压补偿装置，包括测控模块(4)、用于连接火线的输入侧(1)和用于连接用电设备的输出侧(2)，所述输入侧(1)和输出侧(2)之间连接有升压变压器(3)，所述测控模块(4)和升压变压器(3)之间连接有用于控制升压变压器(3)的升压值的开关电路(6)，其特征在于，所述升压变压器(3)的输出端连接有多个无功补偿模块(5)，各无功补偿模块(5)与升压变压器(3)之间还连接有开关器件(7)，所述升压变压器(3)的输入端连接有用于采集输入侧电压信号和电流信号的数据采集模块(10)，所述开关器件(7)和数据采集模块(10)均与测控模块(4)连接，所述测控模块(4)根据数据采集模块(10)检测的信号，控制开关电路(6)的通断来调节输出侧(2)的电压，控制开关器件(7)的通断来控制无功补偿模块(5)投切的数量。
2.根据权利要求1所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述升压变压器(3)包括串联在输出侧(2)和输入侧(1)的主线圈以及串联在输入侧(1)和零线之间的副线圈，所述副线圈上引出至少一个抽头，所述开关电路(6)包括并联在主线圈上的第一开关K1、串联在输入侧(1)与副线圈之间的第二开关K2以及串联在各抽头与输入侧(1)之间的第三开关K3，所述第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3均与测控模块(4)连接。
3.根据权利要求2所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3均包括光耦隔离电路和双向可控硅，所述双向可控硅的控制极通过光耦隔离电路与测控模块(4)连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述无功补偿模块(5)的数量为三组，各无功补偿模块(5)均通过开关器件(7)与升压变压器(3)的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述开关器件(7)采用继电器，所述继电器的线圈端与测控模块(4)连接，所述继电器的触点开关串联在无功补偿模块(5)和升压变压器(3)之间。
6.根据权利要求1或2或3所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述智能型低压末端调压补偿装置还包括RS485通讯接口(9)和用于与远程监控端建立远程通讯的GPRS信号发生器(8)，所述GPRS信号发生器(8)通过RS485通讯接口(9)与测控模块(4)连接。
7.根据权利要求1或2或3所述的智能型低压末端调压补偿装置，其特征在于，所述数据采集模块(10)包括与测控模块(4)连接的用于检测输入侧电压信号的电压互感器(10a)和用于检测输入侧电流信号的电流互感器(10b)。
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| CN201821259929.6U CN208401552U (zh) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | 一种智能型低压末端调压补偿装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110932284A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-27 | 济南拉斐叶电力科技有限公司 | 电力电子补偿变电站 |
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2018
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