TWI813191B - 電力管理設備與電力管理方法 - Google Patents

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Abstract

一種電力管理設備，包含：一電壓偵測裝置用以偵測該供電電壓，產生一偵測信號；一處理器根據設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號；多個第一穩壓調整器，分別電連接該多個輸出端以分別對應該多個單相輸出電壓，且每一第一穩壓調整器電連接該處理器以接收所對應的該電壓設定值，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。因此，可同時解決尖離峰電壓升降、重載壓降與三相不平衡的原因，達到減少電力浪費的功效。

Description

電力管理設備與電力管理方法
本發明是有關於一種三相電壓穩壓技術，特別是指一種用於三相電壓的電力管理設備與電力管理方法。
現有的三相電力技術，由於供電饋線電壓在負載端三相負荷的不合理分配、用電負荷的不斷變化，將導致三相不平衡，所產生的缺點是增加線路的電能損耗、增加配電變壓器的電能損耗、配電變壓器出力減少，因此，如何解決此問題，是目前研究方向。
因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的電力管理設備。
於是，電力管理設備電連接一變壓設備，該變壓設備具有一接收一供電電壓的輸入組與一提供一變壓電壓的輸出組，該輸出組包括多個輸出端，每一輸出端對應一單相輸出電壓，該多個單相輸出電壓組成該變壓電壓，該供電電壓與該變壓電壓包括多個相位，且該變壓電壓等於該供電電壓的N倍，N正比於該變壓設備的一匝數比，電力管理設備包含一電壓偵測裝置、一處理器、多個第一穩壓調整器。
電壓偵測裝置電連接該輸入組用以偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位。
處理器接收一設定指令，且電連接該電壓偵測裝置以接收該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位。
多個第一穩壓調整器分別電連接該多個輸出端以分別對應該多個單相輸出電壓，且每一第一穩壓調整器電連接該處理器以接收所對應的該電壓設定值，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。
本發明的另一目的，即在提供一種電力管理方法，由一電力管理設備執行，該電力管理設備電連接一變壓設備，該變壓設備具有一接收一供電電壓的輸入組與一提供一變壓電壓的輸出組，該輸出組包括多個輸出端，每一輸出端對應一單相輸出電壓，該多個單相輸出電壓組成該變壓電壓，該供電電壓與該變壓電壓包括多個相位，且該變壓電壓等於該供電電壓的N倍，N正比於該變壓設備的一匝數比。該電力管理方法包含：(A) 該電力管理設備偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位。(B)該該電力管理設備接收一設定指令與該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位。(C) 該電力管理設備接收該第一調整信號，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。
本發明的功效在於：可同時解決尖離峰電壓升降、重載壓降與三相不平衡的原因，達到減少電力浪費的功效。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，為本發明電力管理設備之一實施例，電連接一變壓設備21與一用戶變電站22。該變壓設備21具有一接收一供電電壓(供電電壓的應用範圍為3.3kV~35kV。)的輸入組3與一提供一變壓電壓的輸出組4，該輸出組4包括多個輸出端41~43(本實施例中以3個輸出端為例)，每一輸出端對應一單相輸出電壓，該多個單相輸出電壓(本實施例中以3個單相輸出電壓為例，分別是火線電壓、地線電壓、中性線電壓)組成該變壓電壓，該供電電壓與該變壓電壓包括多個相位，且該變壓電壓等於該供電電壓的N倍，N正比於該變壓設備21的一匝數比，根據匝數比大於1或小於1使該變壓電壓可以是升壓電壓或降壓電壓。該電力管理設備包含：一電壓偵測裝置5、一處理器61、多個第一穩壓調整器71、一低壓端電錶8與多個第二穩壓調整器72。在本實施例中，變壓設備21包含三組利用非晶質合金當作鐵心的高壓單相變壓器(1比1)，每一單相變壓器在二次側(輸出端)各自接上有載分接切換器(簡稱OLTC)。電力管理設備的容量須符合現場實際設備需量的1.25倍~2.0倍可承受該實際使用量。需要特別說明的是，所述高壓單相變壓器為油浸式自耦變壓器，然而，並不以此為限。
電壓偵測裝置5電連接該輸入組3用以偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位，該電壓偵測裝置包括一個多相電位轉換器51(Potential Transformer，簡稱PT)與一多相電錶52。
該多相電位轉換器51電連接該輸入組3以接收該供電電壓，將該供電電壓進行電位轉換產生一轉換值，該轉換值具有多個相位。該多相電錶52電連接該多相電位轉換器51以接收該轉換值，請根據該轉換值產生該偵測信號。多相電錶52是一智慧型電錶。電錶呈現電壓如圖2所示。
處理器61接收一設定指令，且電連接該電壓偵測裝置5以接收該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值(本實施例中以3個電壓設定值為例)，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位。
多個第一穩壓調整器71分別電連接該多個輸出端41~43以分別對應該多個單相輸出電壓，且每一第一穩壓調整器71電連接該處理器61以接收所對應的該電壓設定值，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。每一第一穩壓調整器71包括一單相電位轉換器711(Potential Transformer，簡稱PT)與一有載分接切換器712(On-Load Tap-Changer，以下簡稱OLTC)，該單相電位轉換器711用以將所對應的該單相輸出電壓進行電位轉換，該有載分接切換器712電連接該單相電位轉換器711與該處理器61之間，且根據所對應的該電壓設定值調整該單相電位轉換器的輸出。在此更進一步說明，例如利用對OLTC每段正負1~1.5%(依現在實際電壓狀況設計，也可以是1~2%或1.5~3%，而不以上述為限。)的匝比設計(基本9段，但不限於此，可視情況增加)，其中，1%的輸入比輸出是1:1.04/1.03/1.02/1.01/1/0.99/0.98/0.97/0.96(此轉換比同時包含升壓與降壓)。1.5% 的輸入比輸出是1: 1.06/1.045/1.03/1.015/1/0.985/0.97/0.955/0.94(此轉換比同時包含升壓與降壓)。根據高壓端智慧電錶或現場低壓端智慧電錶所顯示三相各端電壓，如趨勢圖(圖3)將各相位的電壓以1~1.5%將其調整至接近平衡後(例如單相電壓從10892V調整至11058V)，同時設定各相OLTC同步自動調整電壓(設定11400V±1.5%)，以便穩定電壓，達到三相電壓穩定輸出的情況（例如穩定於11400V±1.5%）。
用戶變電站22用以將該變壓電壓進行降壓轉換產生一用戶電壓，且將用戶電壓提供到用戶低壓設備23。該低壓端電錶8電連接該用戶變電站22以偵測該用戶電壓，產生多個第二偵測電壓值，該多個第二偵測電壓值分別對應該用戶電壓的多個相位。該低壓端電錶8是一智慧型電錶。
處理器61電連接該低壓端電錶8以接收該多個第二偵測電壓值，且根據該多個第二偵測電壓值與一目標設定值產生一第二調整信號，該第二調整信號用以調整該用戶電壓的多個相位所對應的電壓值。
每一第二穩壓調整器72電連接該處理器61以接收該第二調整信號，且根據該第二調整信號調整該用戶電壓的每一相位所對應的電壓值，用戶電壓包括三個單相電壓。每一第二穩壓調整器72包括一單相電位轉換器721與一有載分接切換器722，該單相電位轉換器721用以將所對應的該單相電壓進行電位轉換，該有載分接切換器722電連接該單相電位轉換器721與該處理器61之間，用以調整該單相電位轉換器的輸出。
如圖4所示，電力管理設備執行一種電力管理方法的實施例，電力管理方法包含以下步驟(A)~ (F)，其中，步驟(A)~(C)是高壓端電壓調整流程，步驟(D)~(F) 是低壓端電壓調整流程，在本實施例中可以只執行高壓端電壓調整流程或低壓端電壓調整流程的其中之一，也可以合併執行。
步驟(A) 該電力管理設備偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位。步驟(B)該該電力管理設備接收一設定指令與該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位。步驟(C) 該電力管理設備接收該第一調整信號，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。
(D) 該電力管理設備偵測該用戶電壓，產生多個第二偵測電壓值，該多個第二偵測電壓值分別對應該用戶電壓的多個相位。
步驟(E)該電力管理設備接收該多個第二偵測電壓值，且根據該多個第二偵測電壓值與一目標設定值產生一第二調整信號，該第二調整信號用以調整該用戶電壓的多個相位所對應的電壓值。
步驟(F)該電力管理設備接收該第二調整信號，且根據該第二調整信號調整該用戶電壓的每一相位所對應的電壓值。
綜上所述，上述實施例由高壓端的多相電錶52得知供電電壓變化狀態，自動調整變壓設備21的輸出端4的三個OLTC，或是由低壓端電錶8得知用戶電壓變化狀態，自動調整用戶變電站22的輸出端的三個OLTC，這二種方式皆可同時解決尖離峰電壓升降、重載壓降與三相不平衡的原因，達到減少電力浪費的功效，有效解決現有技術所遭遇的問題。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
21:變壓設備 22:用戶變電站 3:輸入組 4:輸出組 41:輸出端 42:輸出端 43:輸出端 5:電壓偵測裝置 51:多相電位轉換器 52:多相電錶 61:處理器 71:第一穩壓調整器 711:單相電位轉換器 712:有載分接切換器 72:第二穩壓調整器 721:單相電位轉換器 722:有載分接切換器 8:低壓端電錶 A~C:高壓端電壓調整流程 D~F:低壓端電壓調整流程
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明電力管理設備之一實施例的電路圖； 圖2是本實施例的多相電錶的一量測電壓圖； 圖3是本實施例的三相各端電壓變化趨勢的電壓圖及 圖4是本實施例的電力管理方法的一流程圖。
21:變壓設備
22:用戶變電站
3:輸入組
4:輸出組
41:輸出端
42:輸出端
43:輸出端
5:電壓偵測裝置
51:多相電位轉換器
52:多相電錶
61:處理器
71:第一穩壓調整器
711:單相電位轉換器
712:有載分接切換器
72:第二穩壓調整器
721:單相電位轉換器
722:有載分接切換器
8:低壓端電錶

Claims (8)

  1. 一種電力管理設備，電連接一變壓設備，該變壓設備具有一接收一供電電壓的輸入組與一提供一變壓電壓的輸出組，該輸出組包括多個輸出端，每一輸出端對應一單相輸出電壓，該多個單相輸出電壓組成該變壓電壓，該供電電壓與該變壓電壓包括多個相位，且該變壓電壓等於該供電電壓的N倍，N正比於該變壓設備的一匝數比，該電力管理設備包含：一電壓偵測裝置，電連接該輸入組用以偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位，其中，該電壓偵測裝置包括一個多相電位轉換器與一多相電錶，該多相電位轉換器電連接該輸入組以接收該供電電壓，將該供電電壓進行電位轉換產生一轉換值，該轉換值具有多個相位，該多相電錶電連接該多相電位轉換器以接收該轉換值，請根據該轉換值產生該偵測信號；一處理器，接收一設定指令，且電連接該電壓偵測裝置以接收該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位；多個第一穩壓調整器，分別電連接該多個輸出端以分別對應該多個單相輸出電壓，且每一第一穩壓調整器電 連接該處理器以接收所對應的該電壓設定值，且根據該電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值。
  2. 如請求項1所述的電力管理設備，其中，每一第一穩壓調整器包括一單相電位轉換器與一有載分接切換器，該單相電位轉換器用以將所對應的該單相輸出電壓進行電位轉換，該有載分接切換器電連接該單相電位轉換器與該處理器之間，且根據所對應的該電壓設定值調整該單相電位轉換器的輸出。
  3. 如請求項1所述的電力管理設備，更電連接一用戶變電站，用戶變電站用以將該變壓電壓進行降壓轉換產生一用戶電壓，其中，該電力管理設備還包括一低壓端電錶與多個第二穩壓調整器，該低壓端電錶電連接該用戶變電站以偵測該用戶電壓，產生多個第二偵測電壓值，該多個第二偵測電壓值分別對應該用戶電壓的多個相位；該處理裝置還電連接該低壓端電錶以接收該多個第二偵測電壓值，且根據該多個第二偵測電壓值與一目標設定值產生一第二調整信號，該第二調整信號用以調整該用戶電壓的多個相位所對應的電壓值；每一第二穩壓調整器電連接該處理器以接收該第二調整信號，且根據該第二調整信號調整該用戶電壓的每一相位所對應的電壓值。
  4. 如請求項3所述的電力管理設備，其中，該低壓端電錶是 一智慧型電錶。
  5. 如請求項3所述的電力管理設備，其中，每一第二穩壓調整器包括一單相電位轉換器與一有載分接切換器，該用戶電壓包括多個單相電壓，該單相電位轉換器用以將所對應的該單相電壓進行電位轉換，該有載分接切換器電連接該單相電位轉換器與該處理器之間，用以調整該單相電位轉換器的輸出。
  6. 一種電力管理方法，由一電力管理設備執行，該電力管理設備電連接一變壓設備與一用戶變電站，該變壓設備具有一接收一供電電壓的輸入組與一提供一變壓電壓的輸出組，該用戶變電站用以將該變壓電壓進行降壓轉換產生一用戶電壓，該輸出組包括多個輸出端，每一輸出端對應一單相輸出電壓，該多個單相輸出電壓組成該變壓電壓，該供電電壓與該變壓電壓包括多個相位，且該變壓電壓等於該供電電壓的N倍，N正比於該變壓設備的一匝數比，該電力管理方法包含：(A)該電力管理設備偵測該供電電壓，產生一偵測信號，該偵測信號包括多個第一偵測電壓值，該多個第一偵測電壓值分別對應該供電電壓的多個相位；(B)該該電力管理設備接收一設定指令與該偵測信號，且根據該設定指令與該偵測信號產生一第一調整信號，該第一調整信號包括多個電壓設定值，該多個電壓設定值分別對應該變壓電壓的多個相位；(C)該電力管理設備接收該第一調整信號，且根據該 電壓設定值調整所對應的該單相輸出電壓到一預設範圍值，該預設範圍值是正相關於該設定指令的一設定值；(D)該電力管理設備偵測該用戶電壓，產生多個第二偵測電壓值，該多個第二偵測電壓值分別對應該用戶電壓的多個相位；(E)該電力管理設備接收該多個第二偵測電壓值，且根據該多個第二偵測電壓值與一目標設定值產生一第二調整信號，該第二調整信號用以調整該用戶電壓的多個相位所對應的電壓值。
  7. 如請求項6所述的電力管理方法，其中，該電力管理方法還包括：(F)該電力管理設備接收該第二調整信號，且根據該第二調整信號調整該用戶電壓的每一相位所對應的電壓值。
  8. 如請求項6所述的電力管理方法，其中，該供電電壓的應用範圍為3.3kV~35kV。
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