CN213846247U - 一种智能节电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能节电装置，包括有载调压变压器、不平衡补偿装置，有载调压变压器的三相输入端连接电源侧火线，有载调压变压器的三相输出端连接负荷侧，不平衡补偿装置包括呈三角形串联的电感、电容、电抗，电感和电抗之间、电抗和电容之间、电容和电感之间连接零线，其中电抗和电感之间、电抗和电容之间、电容和电感之间还分别连接有载调压变压器的三相相输出端与负荷侧之间线路。本实用新型可实现负荷变化时电压电流的有效调节，避免了由于负荷变化导致的电能损耗的问题。

Description

一种智能节电装置

技术领域

本实用新型涉及电力节能装置领域，具体是一种智能节电装置。

背景技术

现代电力设备中，作为电源侧的交流电网通过A、B、C三相线和零线N向负荷侧供电。对于一些高能耗场所，供电线路在实际工作过程中当负荷出现变化时，无法有效对电压和电流进行调节，会导致电能损耗大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能节电装置，以解决现有技术交流电网供电线路在负荷变化时无法对电压和电流有效调节的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种智能节电装置，其特征在于：包括有载调压变压器、不平衡补偿装置，有载调压变压器的A、B、C三相输入端一一对应连接电源侧的A、B、C三相火线，有载调压变压器的A、B、C三相输出端连接负荷侧，所述不平衡补偿装置包括呈三角形串联的电感、电容、电抗，电感和电抗之间、电抗和电容之间、电容和电感之间分别引出导线共接至电源侧零线，其中电抗和电感之间还连接至有载调压变压器的A相输出端与负荷侧之间线路，电抗和电容之间还连接至有载调压变压器的B相输出端与负荷侧之间线路，电容和电感之间还连接至有载调压变压器的C相输出端与负荷侧之间线路。

所述的一种智能节电装置，其特征在于：所述有载调压变压器包括三柱铁芯，三柱铁芯的每柱铁芯上分别绕制有初级绕组线圈和次级绕组线圈，其中初级绕组线圈作为主绕组，初级线圈按星形连接后，由星形连接的三端作为三相输入端连接电源侧的A、B、C三相火线；次级线圈作为平衡绕组，次级绕组线圈按三角形串联，且每个次级绕组线圈呈Z字型；每个初级绕组线圈分别配置有可移动调节的有载开关，三个有载开关分别连出导线作为A、B、C三相输出端连接负荷侧，每个有载开关分别与对应的初级绕组线圈电接触，通过移动有载开关以调节初级绕组线圈接触部分的匝数。

所述的一种智能节电装置，其特征在于：所述不平衡补偿装置包括相互串联的电感和电容，电感和电容之间连接至有载调压变压器的A相输出端与负荷侧之间线路，电容未与电感连接的一端连接至有载调压变压器的B相输出端与负荷侧之间线路，电感未与电容连接的一端连接至有载调压变压器的C相输出端与负荷侧之间线路，电感和电容之间通过电抗、电容未与电感连接的一端通过另一电感、电感未与电容连接的一端通过另一电容共接后连接电源侧零线。

所述的一种智能节电装置，其特征在于：不平衡补偿装置通过熔断器连接有载调压变压器三相输出端与负荷侧之间线路。

所述的一种智能节电装置，其特征在于：还包括检测互感器、控制器，电信号检测互感器接入至有载调压变压器与负荷侧之间线路，电信号检测互感器与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与有载调压变压器中的有载开关控制连接，由控制器控制有载开关动作。

所述的一种智能节电装置，其特征在于：还包括通讯模块，通讯模块与控制器的通讯端连接，控制器通过通讯模块与远端服务器通讯连接。

本实用新型中，通过电磁移相原理实现功率因数提高，利用有载调压变压器中三柱铁芯缠绕的初级、次级线圈，并通过有载开关调节初级线圈匝数产生正反方向的磁束控制负荷。

本实用新型中，利用有载调压变压器发挥磁通量与电向量的互感作用，利用电磁相互补偿的铁芯磁通量，促进三相电流与电压平衡。

本实用新型中，利用微磁场电工原理、电磁平衡原理、不平衡补偿装置中电感与电抗交互原理的协同作用，可实现瞬时动态储能，将吸收的能耗转化，且将电流补偿给用电设备，实现电能的二次、三次利用。

本实用新型中，通过有载调压变压器和不平衡补偿装置配合实现抗冲击功能，动态化的将用户端配电系统与供电电网波动所引起的电压凹陷与电压凸起。自动检测电压和电流实现自动化、智能化的动态有载调整电流和调整电压。

本实用新型中，控制器通过通讯模块搭配互联网实现“互联网+节能”，将实时电能参数和节能效果等数据传递给远端，可实现全天候远程监控，建立起人机结合的用能节能管理模式。

本实用新型控制器基于检测互感器采集的信号判断负荷变化时，按预设的平衡补偿方案控制有载调压变压器中有载开关动作，通过有载调压变压器对电压进行调节并使三相电压平衡，同时通过不平衡补偿装置对电流进行调节并使三相电流平衡，由此实现负荷变化时电压电流的有效调节，避免了由于负荷变化导致的电能损耗的问题。

附图说明

图1是本实用新型智能节能装置应用示意图。

图2是本实用新型中有载调压变压器结构原理图。

图3是本实用新型中不平衡补偿装置结构原理图，其中：

图3a是不平衡补偿装置三角形结构，图3b是不平衡补偿装置另一种结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种智能节电装置，包括有载调压变压器1、不平衡补偿装置2，有载调压变压器1的A、B、C三相输入端分别通过第一熔断器3连接电源侧的A、B、C三相火线，有载调压变压器1的A、B、C三相输出端通过四工位负荷开关4连接负荷侧，有载调压变压器1的A、B、C三相输出端和开关4之间连接有电信号检测互感器5，不平衡补偿装置通过第二熔断器6连接有载调压变压器1和电信号检测互感器5(电流互感器或电压互感器)之间线路。

如图2所示，有载调压变压器1包括三柱铁芯，三柱铁芯1.1的每柱铁芯1.1上分别绕制有初级绕组线圈1.2和次级绕组线圈1.3，其中初级绕组线圈1.2作为主绕组，初级线圈1.2按星形连接后，由星形连接的三端作为三相输入端连接电源侧的A、B、C三相火线；次级线圈作为平衡绕组，次级绕组线圈1.3按三角形串联，且每个次级绕组线圈1.3呈Z字型；每个初级绕组线圈1.2分别配置有可移动调节的有载开关1.4，三个有载开关1.4分别连出导线作为A、B、C三相输出端连接负荷侧，每个有载开关1.4分别与对应的初级绕组线圈1.2电接触，通过移动有载开关1.4以调节初级绕组线圈1.2接触部分的匝数。

如图3a所示，不平衡补偿装置包括呈三角形串联的电感L、电容C、电抗R，电感L和电抗之R间、电抗R和电容C之间、电容C和电感L之间分别引出导线共接至电源侧零线N，其中电抗R和电感L之间还连接至有载调压变压器1的A相输出端与负荷侧之间线路以引入A相电压Ua，电抗R和电容C之间还连接至有载调压变压器1的B相输出端与负荷侧之间线路以引入B相电压Ub，电容C和电感L之间还连接至有载调压变压器1的C相输出端与负荷侧之间线路以引入C相电压Uc。

如图3b所示，不平衡补偿装置还可以是以下结构：其包括相互串联的电感L1和电容C1，电感L1和电容C1之间连接至有载调压变压器1的A相输出端与负荷侧之间线路以引入A相电压Ua，电容C1未与电感L1连接的一端连接至有载调压变压器1的B相输出端与负荷侧之间线路以引入B相电压Ub，电感L1未与电容C1连接的一端连接至有载调压变压器1的C相输出端与负荷侧之间线路以引入C相电压Uc，电感L1和电容C1之间通过电抗R1、电容C1未与电感L1连接的一端通过另一电感L2、电感L1未与电容C1连接的一端通过另一电容C2共接后连接电源侧零线N。

本实用新型还包括控制器、通讯模块，电信号检测互感器5与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与有载调压变压器1中的有载开关1.4控制连接，由控制器控制有载开关1.4动作。通讯模块与控制器的通讯端连接，控制器通过通讯模块与远端服务器通讯连接。

如图2所示，当负荷发生变化时，由电信号检验互感器检测到信号，并由控制器给出一套指标平衡组合补偿网络方案，以满足电力系统运行指标要求，再根据剩余补偿元件，通过网损计算，以网损最小化为目标，给出一套网损最小化补偿网络方案，进行精细调整与补偿。通过有载开关自动调节，使三相不平衡调节和无功优化满足系统运行指标，同时达到网络损耗最小化的目的。当输入电压超过设备工作电压时，电压即时加入到各组线圈上，由于节电变压器有连接呈三角形平衡绕组中的励磁线圈所产生的磁通是由各相励磁线圈所产生的磁通交汇在同一个三柱铁芯上的，使得三柱铁芯上的磁势得以平衡，在数量上大致相等，且相对稳定在所设定的工作点电压上。有效地调节负荷侧的三相不平衡负荷及对功率因数进行补偿，使变压器的负荷得到合理的分配。

如图3a所示，本实用新型通过不平衡补偿装置2调整不平衡有功电流。不平衡补偿装置2可由一个电抗连接在A相与B相两端，这是一个典型的不平衡负荷，调整不平衡电流的目标就是将这个电抗的电流平均分配到三相当中去。当三相负荷发生不平衡时，在A相与C相之间接入一个适当的电感L将A相有功电流的1/3转移到C相，这时电感L在A相产生的感性无功电流恰好将电抗在A相产生的容性无功电流抵消掉。在B相与C相之间接入一个适当的电容C将B相有功电流的1/3转移到C相，这时电容C在B相产生的容性无功电流恰好将电抗在B相产生的感性无功电流抵消掉。电感L在C相产生的感性无功电流恰好将电容C在C相产生的容性无功电流抵消掉。这样三相电流完全平衡，并且三相的功率因数全等于1。

如图3b所示，如设有一个电抗连接在A相与零线N之间，这是另一个典型的不平衡负荷，调整不平衡电流的目标就是将这个电抗的电流平均分配到三相当中去。工作原理：在A相与C相之间接入一个适当的电感L1将A相有功电流的1/3转移到C相，在A相与B相之间接入一个适当的电容C1将A相有功电流的1/3转移到B相，这时电感L1在A相产生的感性无功电流恰好将电容C1在A相产生的容性无功电流抵消掉。在B相与零线N之间接入一个电感L2将电容C1在B相产生的容性无功电流抵消掉。在C相与零线之间接入一个电容C2将电感L1在C相产生的感性无功电流抵消掉，于是三相电流完全平衡，并且三相的功率因数全等于1。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种智能节电装置，其特征在于：包括有载调压变压器、不平衡补偿装置，有载调压变压器的A、B、C三相输入端一一对应连接电源侧的A、B、C三相火线，有载调压变压器的A、B、C三相输出端连接负荷侧，所述有载调压变压器包括三柱铁芯，三柱铁芯的每柱铁芯上分别绕制有初级绕组线圈和次级绕组线圈，其中初级绕组线圈作为主绕组，初级线圈按星形连接后，由星形连接的三端作为三相输入端连接电源侧的A、B、C三相火线；次级线圈作为平衡绕组，次级绕组线圈按三角形串联，且每个次级绕组线圈呈Z字型；每个初级绕组线圈分别配置有可移动调节的有载开关，三个有载开关分别连出导线作为A、B、C三相输出端连接负荷侧，每个有载开关分别与对应的初级绕组线圈电接触，通过移动有载开关以调节初级绕组线圈接触部分的匝数；所述不平衡补偿装置包括呈三角形串联的电感、电容、电抗，电感和电抗之间、电抗和电容之间、电容和电感之间分别引出导线共接至电源侧零线，其中电抗和电感之间还连接至有载调压变压器的A相输出端与负荷侧之间线路，电抗和电容之间还连接至有载调压变压器的B相输出端与负荷侧之间线路，电容和电感之间还连接至有载调压变压器的C相输出端与负荷侧之间线路。

2.根据权利要求1所述的一种智能节电装置，其特征在于：所述不平衡补偿装置包括相互串联的电感和电容，电感和电容之间连接至有载调压变压器的A相输出端与负荷侧之间线路，电容未与电感连接的一端连接至有载调压变压器的B相输出端与负荷侧之间线路，电感未与电容连接的一端连接至有载调压变压器的C相输出端与负荷侧之间线路，电感和电容之间通过电抗、电容未与电感连接的一端通过另一电感、电感未与电容连接的一端通过另一电容共接后连接电源侧零线。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能节电装置，其特征在于：不平衡补偿装置通过熔断器连接有载调压变压器三相输出端与负荷侧之间线路。

4.根据权利要求1所述的一种智能节电装置，其特征在于：还包括检测互感器、控制器，电信号检测互感器接入至有载调压变压器与负荷侧之间线路，电信号检测互感器与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与有载调压变压器中的有载开关控制连接，由控制器控制有载开关动作。

5.根据权利要求4所述的一种智能节电装置，其特征在于：还包括通讯模块，通讯模块与控制器的通讯端连接，控制器通过通讯模块与远端服务器通讯连接。

Images