CN214850495U - 一种配网低压线路末端电压无功优化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种配网低压线路末端电压无功优化装置，解决现有技术偏远地区农电网末端低电压的技术问题。本实用新型包括安装于电线杆上的户外配电箱和安装于户外配电箱内的电压电流调节器；户外配电箱上设分别与电压电流调节器相连接的相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端；相线输入接线端连接有电源侧导线接线，电源侧导线接线与供电电网侧相线连接；相线输出接线端连接有用户侧导线接线，用户侧导线接线与用户用电侧相线连接，零线接线端分别与供电电网侧零线和用户用电侧零线连接。本实用新型调压时不断电，负载承受力强，效率高，体积小，重量轻，安装方便，适合于室外使用，以极少投资，可有效解决农电网偏远地区末端低电压问题。

Description

一种配网低压线路末端电压无功优化装置

技术领域

本实用新型涉及一种配网低压线路末端电压无功优化装置。

背景技术

随着农村经济的发展，农村用电设备逐渐多样化，农民的物质生活有了极大的提高，但同时造成农村的用电量急剧攀升。由于农网建设的相对滞后，导致电网中的低电压问题日益突出，一方面是某些地区供电半径大、供电线路过长，另一方面也是由于变压器过载导致了低电压问题。这些问题严重制约了农村经济的发展，影响了用电户的正常生产和生活。

农村配电网系统存在的低电压问题，尤其是在春节、农忙等用电高峰时期，严重影响电网设备正常运行、增大变压器和线路损耗从而降低电网传输效率。据对某镇供电所情况调研，该所500多台公变(投运变压器400多台)中，几十个台区出现低电压，在夏季用电高峰时期，农户家里的电视机、电风扇等家用电器均无法正常使用。所以，农网的低电压问题已经相当严重，必须采取措施进行治理。

电压幅值是电能质量三要素之首，低电压现象的发生直接导致了一些用电设备不能使用，甚至损坏用电设备。低电压问题集中出现在农网中，主要是由于低压供电网络结构不合理造成的，包括：①配电变压器布点不合理，造成台区供电半径偏大；②供电线路采用单相布线，造成三相负荷分配不合理，且供电线路长，导致三相不平衡及严重的低电压现象；③台区供电线路线径偏细，线路压降大；④配电变压器容量配置不足，变压器过负荷严重，增大线路压降。即使目前新增加了一些变压器布点，由于未重新规划、调整老台区，导致大部分地区低电压问题依然存在。

综上所述，设计一种配网低压线路末端电压无功优化装置，以至少解决上述部分技术问题。成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种配网低压线路末端电压无功优化装置，解决现有技术偏远地区农电网末端低电压的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种配网低压线路末端电压无功优化装置，包括安装于电线杆上的户外配电箱，以及安装于户外配电箱内用于将不合格供电电源电压调节至合格电压向用户供电的电压电流调节器；

户外配电箱上设有相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端，电压电流调节器分别与相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端连接；

相线输入接线端连接有电源侧导线接线，并且电源侧导线接线与供电电网侧相线连接；

相线输出接线端连接有用户侧导线接线，并且用户侧导线接线与用户用电侧相线连接，零线接线端分别与供电电网侧零线和用户用电侧零线连接。

进一步地，电压电流调节器包括变压器T、过电压保护器SPD、空气开关QF、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、旁路接触器KM、电流互感器TA、用于补偿线路无功功率的电容器C、以及用于电容投切的复合开关FK，过电压保护器SPD的L端接相线输入接线端、N端与零线接线端相接，旁路接触器KM串接在相线输入接线端和相线输出接线端之间；空气开关QF有两组接线端，相线输入接线端连接到空气开关QF的一组接线端①及旁路接触器KM的主回路的一端上，空气开关QF的该组输出端与变压器T的初级线圈相连；零线接线端与过电压保护器SPD的N端、变压器T的0V端依次相串接；变压器T有五个次级线圈，并且每个次级绕组分别对应与晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5相串接，晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5分别通过空气开关QF的另一组接线端③、④与相线输出接线端相串接，相线输出接线端和空气开关QF之间还串接有用于采集输出电流信息的电流互感器TA。

进一步地，还包括安装于电线杆上的支撑架，户外配电箱固定安装于支撑架上。

进一步地，支撑架包括通过抱箍固定安装于电线杆上并用于安装户外配电箱且呈L形的支撑框架，以及设于支撑框架上的斜撑架。

进一步地，户外配电箱左右两侧设有通风散热孔，并且户外配电箱左右两侧内壁上焊接有用于覆盖通风散热孔的防护网。

进一步地，户外配电箱的至少一个侧面上焊接有接地螺柱。

进一步地，户外配电箱顶部设有防水顶盖，户外配电箱背面设有用于开闭户外配电箱的背门板，背门板上设有端子支架，相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端均安装于端子支架上。

还包括PVC管，电源侧导线接线和用户侧导线接线均穿设于PVC管内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，调压时不断电，负载承受力强，效率高，体积小，重量轻，安装方便，适合于室外使用，以极少投资，可有效解决农电网偏远地区末端低电压问题。

本实用新型调压装置采用多抽头变压器串联接入配电网线路中，通过晶闸管开关调节变压器二次侧抽头，产生不同大小和方向的补偿电压，从而实现对输出电压的调整控制，为用户提供稳定优质的电源供电，其具有响应速度快、切换时间短、寿命长、可靠性高等优点。串联式补偿调压、损耗低，成本合理，体积适中、便于安装维护；有过流、欠压保护，当线路处于过流状态时，控制器自动闭锁；任何异常情况下，都可以快速切换至旁路，确保供电的连续性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型主视图。

图3为本实用新型户外配电箱一侧视图。

图4为本实用新型户外配电箱另一侧视图。

图5为本实用新型户外配电箱背门板内壁视图。

图6为本实用新型户外配电箱一侧内壁视图。

图7为本实用新型户外配电箱背面视图。

图8为本实用新型电压电流调节器原理图。

图9为本实用新型电压电流调节器电路图。

图10为本实用新型电压电流调节器连线框图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-户外配电箱、2-相线输入接线端、3-相线输出接线端、4-零线接线端、5-电源侧导线接线、6-供电电网侧相线、7-用户侧导线接线、8-用户用电侧相线、9-供电电网侧零线、10-用户用电侧零线、11-电压电流调节器、12-电线杆、13-支撑架、14-抱箍、15-支撑框架、16-斜撑架、17-通风散热孔、18-防护网、19-接地螺柱、20-防水顶盖、21-背门板、22-端子支架、23-PVC管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-10所示，本实用新型提供的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，结构简单、设计科学合理，使用方便，调压时不断电，负载承受力强，效率高，体积小，重量轻，安装方便，适合于室外使用，以极少投资，可有效解决农电网偏远地区末端低电压问题。本实用新型包括安装于电线杆12上的户外配电箱1，以及安装于户外配电箱1内用于将不合格供电电源电压调节至合格电压向用户供电的电压电流调节器11；户外配电箱1上设有相线输入接线端2、相线输出接线端3和零线接线端4，电压电流调节器11分别与相线输入接线端2、相线输出接线端3和零线接线端4连接；相线输入接线端2连接有电源侧导线接线5，并且电源侧导线接线5与供电电网侧相线6连接；相线输出接线端3连接有用户侧导线接线7，并且用户侧导线接线7与用户用电侧相线8连接，零线接线端4分别与供电电网侧零线9和用户用电侧零线10连接。

本实用新型电压电流调节器11包括变压器T、过电压保护器SPD、空气开关QF、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、旁路接触器KM、电流互感器TA、用于补偿线路无功功率的电容器C、以及用于电容投切的复合开关FK，过电压保护器SPD的L端接相线输入接线端2、N端与零线接线端4相接，旁路接触器KM串接在相线输入接线端2和相线输出接线端3之间；空气开关QF有两组接线端，相线输入接线端2连接到空气开关QF的一组接线端①及旁路接触器KM的主回路的一端上，空气开关QF的该组输出端与变压器T的初级线圈相连；零线接线端4与过电压保护器SPD的N端、变压器T的0V端依次相串接；变压器T有五个次级线圈，并且每个次级绕组分别对应与晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5相串接，晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5分别通过空气开关QF的另一组接线端③、④与相线输出接线端3相串接，相线输出接线端3和空气开关QF之间还串接有用于采集输出电流信息的电流互感器TA。

本实用新型还包括安装于电线杆12上的支撑架13，户外配电箱1固定安装于支撑架13上。支撑架13包括通过抱箍14固定安装于电线杆12上并用于安装户外配电箱1且呈L形的支撑框架15，以及设于支撑框架15上的斜撑架16。

本实用新型户外配电箱1左右两侧设有通风散热孔17，并且户外配电箱1左右两侧内壁上焊接有用于覆盖通风散热孔17的防护网18。户外配电箱1的至少一个侧面上焊接有接地螺柱19。户外配电箱1顶部设有防水顶盖20，户外配电箱1背面设有用于开闭户外配电箱1的背门板21，背门板21上设有端子支架22，相线输入接线端2、相线输出接线端3和零线接线端4均安装于端子支架22上。本实用新型还包括PVC管23，电源侧导线接线5和用户侧导线接线7均穿设于PVC管23内。

本实用新型调压装置采用多抽头变压器串联接入配电网线路中，通过晶闸管开关调节变压器二次侧抽头，产生不同大小和方向的补偿电压，从而实现对输出电压的调整控制，为用户提供稳定优质的电源供电，其具有响应速度快、切换时间短、寿命长、可靠性高等优点。串联式补偿调压、损耗低，成本合理，体积适中、便于安装维护；有过流、欠压保护，当线路处于过流状态时，控制器自动闭锁；任何异常情况下，都可以快速切换至旁路，确保供电的连续性。

本实用新型采用晶闸管无触点开关取代传统的机械式有触点开关，检测线路电压，控制晶闸管触发相位，从而改善线路的低电压，同时智能投切电容器补偿无功缺额，达到提高功率因数的目的。

本实用新型包括专用配电箱、配网低压线路末端电压无功优化装置、支架、抱箍，配网低压线路末端电压无功优化装置安装于专用配电箱内用于配电网低压线路动态无触点电压电流调节，专用配电箱上设有相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端，相线输入接线端连接有电源连接线，并且电源连接线与供电电源相线连接，相线输出接线端连接有用户用电连接线，并且用户用电连接线与用户用电相线连接，零线接线端分别与供电电源零线和用户用电零线连接，电压电流调节器分别与相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端连接，用于将不合格的供电电源电压调节至合格的电压向用户供电。

本实用新型支架通过至少两个抱箍固定安装于电线杆上，专用配电箱安装固定于支架的顶部，支架离地至少2.5m。支架包括成竖直分布的固定框架，安装框架通过至少两个抱箍与电线杆相固定，专用配电箱安装固定于安装框架上。

本实用新型固定件用于将专用配电箱与电线杆相固定，专用配电箱的左右两侧的上部分别开设有一个吊环安装螺纹孔，两个吊环安装螺纹孔镜像对称分布，并且每个吊环安装螺纹孔内均螺纹安装有一个吊环。

本实用新型专用配电箱的左右两侧的下部分别开设有通风散热孔，并且专用配电箱的左右两侧内壁上分别焊接有用于全面覆盖通风散热孔的防虫网。专用配电箱的顶部设有防水顶盖，专用配电箱的背面设有用于开闭专用配电箱的背门板，并且背门板上设有端子支架、空开支架，相线输入接线端、相线输出接线端和零线接线端均安装于端子支架上。专用配电箱的至少一个侧面上焊接有接地螺柱，电线杆底部设有接地桩24。

本实用新型电压电流调节器包括变压器T、过电压保护器SPD、空气开关QF、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、旁路接触器KM和电流互感器TA，过电压保护器SPD的L端接输入相线、N端与零线接，接地端与箱体接地极连接，旁路接触器KM串接在相线输入接线端和相线输出接线端之间，电压电流调节器设控制板，二次回路受控制板控制，档控制板根据需要控制旁路接触器的闭合与断开，控制板为现有电气设备；空气开关QF有两组接线端，相线输入接线端连接到空气开关QF的一组接线端①及旁路接触器的主回路的一端上，空气开关QF的该组输出端与变压器T的初级线圈相连；零线接线端5与过电压保护器SPD的N端、变压器T的0V端依次相串接；变压器T有五个次级线圈，并且每个次级绕组分别对应与晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5相串接，晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5分别通过空气开关QF的另一组接线端③、④与相线输出接线端相串接，相线输出接线端和空气开关QF之间还串接有电流互感器TA用于采集输出电流信息。空气开关QF安装于空开支架上。

本实用新型所述变压器T的初级线圈输入电压为220V，并且所述变压器T的五个所述次级线圈输出电压分别为48％、35％、25％、9％、0％。

本实用新型调压装置采用多抽头变压器串联接入配电网线路中，通过晶闸管开关调节变压器二次侧抽头，产生不同大小和方向的补偿电压，从而实现对输出电压的调整控制，为用户提供稳定优质的电源供电，其具有响应速度快、切换时间短、寿命长、可靠性高等优点。串联式补偿调压、损耗低，成本合理，体积适中、便于安装维护；有过流、欠压保护，当线路处于过流状态时，控制器自动闭锁；任何异常情况下，都可以快速切换至旁路，确保供电的连续性。本实用新型各主要电气技术参数见表1。

表1各主要电气技术参数

本实用新型在安装时需注意一下事项：

1、户外安装点无腐蚀金属和破坏绝缘的气体；

2、安装点不得含有爆炸危险的介质，无严重的霉菌存在；

3、电气间距大于10mm，爬电距离大于12.5mm；

4、箱体与支架安装时使用防锈螺栓并紧固牢靠；

5、箱体右侧提供PE接地点，并做好接地事宜；

6、安装时箱体相对垂直，严禁倾斜；

7、进/出线使用国标电缆，保护好橡胶皮，防止漏电；

8、上杆过程中避免人员处于设备正下方危险区域；

9、严禁输入输出接反；

10、安装方式为串联式，严禁并联式连接；

11、严禁输入相序接错或输出相线接错；

12、严禁机箱没有接地措施。

本实用新型设备的维护运输与贮存

长期运行期间的维护工作，运行中定时巡视装置状态，记录装置指示状态，及时发现解决问题；可通过通讯功能查询发现装置的运行情况；

长期运行过后停机过程中的维护工作，重新检查所有电气连接的紧固性；用修补漆修补生锈或外露的地方；用吸尘器彻底清洁柜内外，保证设备内无尘；目视检查柜体框架等绝缘件；配电调压箱内设置冷却风扇冷却降温，并检查所有冷却风扇的转动情况，如果出现偏转、转动不稳等现象应更换风扇；

设备储存，各种原因造成设备较长时间停机存放等状况可能造成设备故障率增加，为了避免此类情况的发生，需在较长时间的停机或存放时注意如下几点：1、注意设备放置环境的状况应该与运行环境基本一致；2、设备应该用防水薄膜覆盖，以免水滴与湿气不断侵入造成设备的故障；3、有条件的时候定期进行通电检查。

设备器件更换，为了保证用户设备安全，建议使用过程中采取定期巡视或查询进行对设备的及时维护，更换必要的器件。

本实用新型设备在应用时注意事项如下：

1、本实用新型设备在安装前必须切断电源；

2、本实用新型设备装置外壳紧贴电线杆，垂直摆放，用抱箍从后方穿入外壳两侧的固定孔内，拧入螺母并拧紧，保证整台设备不会下滑；

3、本实用新型设备安装位置偏低或者存在其他安全隐患的，必须采取相应保护措施；

4、本实用新型设备装置上方作业时，操作人员不得踩踏，并带工具带，以防工具材料掉入砸坏、砸伤设备；

5、本实用新型设备连接完成所有连线后，仔细检查所有线缆是否有表皮破损、线缆绝缘部分要保证完好，如有破损需及时处理。

6、本实用新型设备安装完成好检查施工现场是否有遗留工具、杂物，防止掉入开关控制装置内部造成短路、触电等事故；

7、本实用新型设备装置在完成安装、连线后，门应加锁；

8、本实用新型设备装置要保持清洁干净，油漆面无碰撞损伤；

9、非专业维护人员禁止触碰开关控制装置及其附属设备，防止发生触电事故。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：包括安装于电线杆（12）上的户外配电箱（1），以及安装于户外配电箱（1）内用于将不合格供电电源电压调节至合格电压向用户供电的电压电流调节器（11）；

户外配电箱（1）上设有相线输入接线端（2）、相线输出接线端（3）和零线接线端（4），电压电流调节器（11）分别与相线输入接线端（2）、相线输出接线端（3）和零线接线端（4）连接；

相线输入接线端（2）连接有电源侧导线接线（5），并且电源侧导线接线（5）与供电电网侧相线（6）连接；

相线输出接线端（3）连接有用户侧导线接线（7），并且用户侧导线接线（7）与用户用电侧相线（8）连接，零线接线端（4）分别与供电电网侧零线（9）和用户用电侧零线（10）连接；

电压电流调节器（11）包括变压器T、过电压保护器SPD、空气开关QF、晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4、晶闸管V5、旁路接触器KM、电流互感器TA、用于补偿线路无功功率的电容器C、以及用于电容投切的复合开关FK，过电压保护器SPD的L端接相线输入接线端（2）、N端与零线接线端（4）相接，旁路接触器KM串接在相线输入接线端（2）和相线输出接线端（3）之间；空气开关QF有两组接线端，相线输入接线端（2）连接到空气开关QF的一组接线端①及旁路接触器KM的主回路的一端上，空气开关QF的该组输出端与变压器T的初级线圈相连；零线接线端（4）与过电压保护器SPD的N端、变压器T的0V端依次相串接；变压器T有五个次级线圈，并且每个次级绕组分别对应与晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5相串接，晶闸管V1、晶闸管V2、晶闸管V3、晶闸管V4和晶闸管V5分别通过空气开关QF的另一组接线端③、④与相线输出接线端（3）相串接，相线输出接线端（3）和空气开关QF之间还串接有用于采集输出电流信息的电流互感器TA；

还包括PVC管（23），电源侧导线接线（5）和用户侧导线接线（7）均穿设于PVC管（23）内。

2.根据权利要求1所述的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：还包括安装于电线杆（12）上的支撑架（13），户外配电箱（1）固定安装于支撑架（13）上。

3.根据权利要求2所述的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：支撑架（13）包括通过抱箍（14）固定安装于电线杆（12）上并用于安装户外配电箱（1）且呈L形的支撑框架（15），以及设于支撑框架（15）上的斜撑架（16）。

4.根据权利要求1所述的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：户外配电箱（1）左右两侧设有通风散热孔（17），并且户外配电箱（1）左右两侧内壁上焊接有用于覆盖通风散热孔（17）的防护网（18）。

5.根据权利要求1所述的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：户外配电箱（1）的至少一个侧面上焊接有接地螺柱（19）。

6.根据权利要求1所述的一种配网低压线路末端电压无功优化装置，其特征在于：户外配电箱（1）顶部设有防水顶盖（20），户外配电箱（1）背面设有用于开闭户外配电箱（1）的背门板（21），背门板（21）上设有端子支架（22），相线输入接线端（2）、相线输出接线端（3）和零线接线端（4）均安装于端子支架（22）上。

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