CN209233475U - 一种低压线路调压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低压线路调压器，利用避雷器FV、断路器QF1、换挡开关组、电压变送器1TV、电流变送器1TA和升压变压器TB组成低压线路调压器；避雷器FV后端的低压线路末端相线上接有断路器QF1，升压变压器TB的初级绕组串联在断路器QF1后端的低压线路末端相线上，次级绕组一端接在低压线路末端零线上；换挡开关组包括旁路开关KM1和多个并联的换挡开关，旁路开关KM1的常闭端与断路器QF1和升压变压器TB的初级绕组并联，采用换挡开关组短接在低压线路上，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，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。

Description

一种低压线路调压器

技术领域

本实用新型属于电气工程技术领域；具体涉及一种低压线路调压器。

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、电磁炉、电动机等无法正常使用。

造成农网低电压现象的主要原因是10kV或低压配电线路供电半径长，线路末端电压损耗大。针对农网线路末端低电压问题，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。

实用新型内容

本实用新型提供了一种低压线路调压器；能够对电网低压线路的末端低电压进行自动补偿，并稳定输出合格的正弦波电压。

本实用新型的技术方案是：一种低压线路调压器

一种低压线路调压器，包括避雷器FV、断路器QF1、换挡开关组、电压变送器1TV和升压变压器TB；避雷器FV接在低压线路末端相线，避雷器FV后端的低压线路末端相线上接有断路器QF1，升压变压器TB的初级绕组串联在断路器QF1后端的低压线路末端相线上，升压变压器TB的次级绕组一端接在低压线路末端零线上；换挡开关组包括旁路开关KM1和多个并联的换挡开关，旁路开关KM1采用主触头为一常开一常闭真空接触器，多个并联的换挡开关的一端分别接在升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端，多个并联的换挡开关的另一端接旁路开关KM1的常开端，旁路开关KM1的常闭端与断路器QF1和升压变压器TB的初级绕组并联。

进一步的，换挡开关组包括旁路开关KM1、第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4并联后一端与旁路开关KM1一端串联，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4 另一端分别接升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端。

进一步的，还包括连接于换挡开关组后端的相线上用于检测低压线路末端相线上电流的电流变送器1TA。

进一步的，还包括逻辑控制器，逻辑控制器包括逻辑控制电路、AC/DC转换模块、换挡开关输出模块和信号变换放大电路，逻辑控制电路和信号变换放大电路连接于AC/DC转换模块，换挡开关输出模块连接于逻辑控制电路，电压变送器1TV和电流变送器1TA连接于信号变换放大电路，换挡开关组接于换挡开关输出模块，信号变换放大电路用于将电压变送器1TV 和电流变送器1TA信号调理成适配AC/DC转换的信号，AC/DC转换模块将输入的交流信号转换为直流信号传输至逻辑控制电路，逻辑控制电路用于根据接收直流信号与预设阈值对比后发出开关电源控制信号；换挡开关输出模块用于将逻辑控制电路发出的开关电源控制信号转换为可操作的开关电源信号。

进一步的，逻辑控制器采用XD2624VDCSMARTXE10控制器。

进一步的，低压线路调压器后端的火线与零线之间接有智能电容器。

进一步的，智能电容器采用HW ZD-I-Y-0.25-10Kvar智能电容器。

进一步的，换挡开关采用真空接触器。

进一步的，避雷器FV采用金属氧化物避雷器，断路器QF1采用塑壳断路器。

进一步的，升压变压器TB采用干式隔离结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种低压线路调压器，利用避雷器FV、断路器QF1、换挡开关组、电压变送器1TV和升压变压器TB组成低压线路调压器；避雷器FV接在低压线路末端相线，避雷器FV后端的低压线路末端相线上接有断路器QF1，升压变压器TB的初级绕组串联在断路器QF1后端的低压线路末端相线上，升压变压器TB的次级绕组一端接在低压线路末端零线上；换挡开关组包括旁路开关KM1和多个并联的换挡开关，旁路开关KM1采用主触头为一常开一常闭真空接触器，多个并联的换挡开关的一端分别接在升压变压器TB的次级绕组不同出口连接端，多个并联的换挡开关的另一端接旁路开关KM1的常开端，旁路开关KM1的常闭端与断路器QF1和升压变压器TB的初级绕组并联，采用换挡开关组短接在低压线路上，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，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，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。

进一步的，采用逻辑控制器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，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。

进一步的，低压线路调压器后端的火线与零线之间接有智能电容器，智能电容器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。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型逻辑控制器结构示意图；

图3为本实用新型逻辑控制器连接结构示意图；

图4为本实用新型使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进一步说明。

如图1所示，一种低压线路调压器，包括避雷器FV、断路器QF1、换挡开关组、电压变送器1TV、电流变送器1TA、升压变压器TB和逻辑控制器；避雷器FV接在低压线路末端相线，避雷器FV后端的低压线路末端相线上接有断路器QF1，升压变压器TB的初级绕组串联在断路器QF1后端的低压线路末端相线上，升压变压器TB的次级绕组一端接在低压线路末端零线上；换挡开关组包括旁路开关KM1和多个并联的换挡开关，旁路开关KM1采用主触头为一常开一常闭真空接触器，多个并联的换挡开关的一端分别接在升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端，多个并联的换挡开关的另一端接旁路开关KM1的常开端，旁路开关KM1的常闭端线路与断路器QF1和升压变压器TB的初级绕组并联；电流变送器1TA接在换挡开关组后端的相线上，用于检测低压线路末端相线上电流，当电流超过阈值时，断开电路；

具体的，本申请实施例中采用的换挡开关组包括旁路开关KM1、第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4并联后一端与旁路开关KM1一端串联，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3 和第三换挡开关KM4另一端分别接升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3、第三换挡开关KM4和旁路开关KM1形成三路不同输出控制电路；换挡开关组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；

逻辑控制器采用XD2624VDCSMARTXE10控制器；

如图2至图4所示，逻辑控制器包括逻辑控制电路、AC/DC转换模块、换挡开关输出模块和信号变换放大电路，逻辑控制电路和信号变换放大电路连接于AC/DC转换模块，换挡开关输出模块连接于逻辑控制电路，电压变送器1TV和电流变送器1TA连接于信号变换放大电路；换挡开关组接在换挡开关输出模块输出端口；

信号变换放大电路用于将电压变送器1TV和电流变送器1TA信号调理成适配AC/DC转换的信号，AC/DC转换模块将输入的交流信号转换为直流信号传输至逻辑控制电路，逻辑控制电路用于根据接收直流信号与预设阈值对比后发出开关电源控制信号；换挡开关输出模块用于将逻辑控制电路发出的开关电源控制信号转换为可操作的开关电源信号。

其中，第一保护避雷器FV连接火线后接地与旁路开关KM1形成第一线路；

本低压线路调压器后端的火线与零线之间接有智能电容器，智能电容器采用HWZD-I-Y-0.25-10Kvar智能电容器，智能电容器包括电容器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；

换挡开关采用真空接触器；

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；切换挡位时，逻辑控制电路发出指令使某两挡开关同时动作，即一个开断一个闭合同时进行，以保证输出正弦波电压。

避雷器FV采用金属氧化物避雷器，断路器QF1采用塑壳断路器；断路器QF1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)，断路器QF1断开，旁路开关KM1不动作，同时换挡开关KM2/KM3/KM4处于分开状态；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。

升压变压器TB采用干式隔离结构，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F级(120℃)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，然后输入到逻辑控制器中的逻辑比较电路输出4个开关量信号，分别对应4个档位，4个开关量信号通过逻辑控制器放大后驱动继电器，产生档位开关量输出；

当电压变送器输入电压在205V～250V时，旁路开关KM1常闭端闭合，常开端打开，升压变压器不介入工作；

当调压器输入电压在190V～205V时，旁路开关KM1常闭端打开，常开端闭合，升压变压器介入工作，与初级绕组输入电压在190V～205V匹配输出电压220V的输出绕组接口连接的换挡开关KM2闭合，其他两个换挡开关断开，升压变压器将输入电压为190V～205V的电压进行生升压后输出至电网；

当调压器输入电压在175V～190V时，旁路开关KM1常闭端打开，常开端闭合，升压变压器介入工作，与初级绕组输入电压在175V～190V匹配输出电压220V的输出绕组接口连接的换挡开关KM3闭合，其他两个换挡开关断开，升压变压器将输入电压为175V～190V的电压进行生升压后输出至电网；

当调压器输入电压在160V～175V时，旁路开关KM1常闭端打开，常开端闭合，升压变压器介入工作，与初级绕组输入电压在160V～175V匹配输出电压220V的输出绕组接口连接的换挡开关KM3闭合，其他两个换挡开关断开，升压变压器将输入电压为160V～175V的电压进行生升压后输出至电网；

以上逻辑比较电路实现的结果如下：

输入电压为205V～～250V时，继电器Q01、Q02、Q03、Q04断开，继电器K1、K2、 K3、K4分别对应连接旁路开关KM1和换挡开关KM1、KM2、KM3；

输入电压为190V～～205V时，继电器Q01、Q02闭合，Q03、Q04断开；

输入电压为175V～～190V时，继电器Q01、Q03闭合，Q02、Q04断开；

输入电压为160V～～175V时，继电器Q01、Q04闭合，Q02、Q03断开。

根据用户负荷选取的单相的安装，该安装方式为电杆安装，安装材料含抱箍和螺栓，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。

本实用新型的工作原理如下：

当输入电压低处于设定值时，逻辑控制电路控制换挡开关投合，根据升压情况选择KM2 合、KM3合或KM4合，然后旁路开关KM1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、KM2、KM3或KM4 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KM1，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 (10)

1.一种低压线路调压器，其特征在于，包括避雷器FV、断路器QF1、换挡开关组、电压变送器1TV和升压变压器TB；避雷器FV接在低压线路末端相线，避雷器FV后端的低压线路末端相线上接有断路器QF1，升压变压器TB的初级绕组串联在断路器QF1后端的低压线路末端相线上，升压变压器TB的次级绕组一端接在低压线路末端零线上；换挡开关组包括旁路开关KM1和多个并联的换挡开关，旁路开关KM1采用主触头为一常开一常闭真空接触器，多个并联的换挡开关的一端分别接在升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端，多个并联的换挡开关的另一端接旁路开关KM1的常开端，旁路开关KM1的常闭端与断路器QF1和升压变压器TB的初级绕组并联。

2.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，换挡开关组包括旁路开关KM1、第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4并联后一端与旁路开关KM1一端串联，第一换挡开关KM2、第二换挡开关KM3和第三换挡开关KM4另一端分别接升压变压器TB的次级绕组不同电压输出连接端。

3.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，还包括连接于换挡开关组后端的相线上用于检测低压线路末端相线上电流的电流变送器1TA。

4.根据权利要求3所述的一种低压线路调压器，其特征在于，还包括逻辑控制器，逻辑控制器包括逻辑控制电路、AC/DC转换模块、换挡开关输出模块和信号变换放大电路，逻辑控制电路和信号变换放大电路连接于AC/DC转换模块，换挡开关输出模块连接于逻辑控制电路，电压变送器1TV和电流变送器1TA连接于信号变换放大电路，换挡开关组接于换挡开关输出模块，信号变换放大电路用于将电压变送器1TV和电流变送器1TA信号调理成适配AC/DC转换的信号，AC/DC转换模块将输入的交流信号转换为直流信号传输至逻辑控制电路，逻辑控制电路用于根据接收直流信号与预设阈值对比后发出开关电源控制信号；换挡开关输出模块用于将逻辑控制电路发出的开关电源控制信号转换为可操作的开关电源信号。

5.根据权利要求4所述的一种低压线路调压器，其特征在于，逻辑控制器采用XD2624VDCSMARTXE10控制器。

6.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，低压线路调压器后端的火线与零线之间接有智能电容器。

7.根据权利要求6所述的一种低压线路调压器，其特征在于，智能电容器采用HWZD-I-Y-0.25-10Kvar智能电容器。

8.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，换挡开关采用真空接触器。

9.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，避雷器FV采用金属氧化物避雷器，断路器QF1采用塑壳断路器。

10.根据权利要求1所述的一种低压线路调压器，其特征在于，升压变压器TB采用干式隔离结构。