智能低压节电柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能低压节电柜，包括抽头变压器（1）、动态补偿装置（2）、真空接触器（10）、负载（11），其特征在于，所述智能低压节电柜还包括接触点（3）、状态转换旋组（8）、模式转换开关（9）、智能控制装置（12）；所述智能控制装置（12）由交流接触器（4）、输出模块（5）、触摸屏（6）和采集模块（7）组成。解决节电柜在节电过程中降压比不可调节的问题，本实用新型的优点是减小电网谐波对设备的影响，节电率高，最高25%，故障率低，安全性高。
【专利说明】智能低压节电柜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能低压节电柜，应用于电网电压不稳定的电气设备，目的在于调整电网电压保护用电设备，提高功率因素节约用电减少电费支出，属于节电和用电安全的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]以往该类型的节电器性能非常单一，如图1所示，主要由变压器和交流接触器，万能转换开关组成，交流接触器分别与万能转换开关和变压器连接，与变压器负载连接，产品功能少，其缺点为:配电系统中配电线路较长，无功分量较大，线路损耗很大，电能利用率不高；配电系统中电网电压普遍高于设备额定电压，电压运行不经济；降压比不能调节，电网电压高，负载电压也高，电网电压低，负载电压也低，对设备的运行有安全隐患，影响设备长期运行的安全；节电率低。
【发明内容】
[0003]本实用新型设备的目的是提供一种性能更好、节电率更高、使用更方便的通用节电器。
[0004]一种智能低压节电柜，包括抽头变压器1、动态补偿装置2、真空接触器10、负载11，其特征在于，所述智能低压节电柜还包括接触点3、状态转换旋组8、模式转换开关9、智能控制装置12 ;所述智能控制装置12由交流接触器4、输出模块5、触摸屏6和采集模块7组成。
[0005]所述动态补偿装置2由三个次级线圈和三个电容组成三路，三个电容用三角形接法连接，一个次级线圈连接三角形的两个节点，三个次级线圈对称连接到三角形上；所述三个次级线圈分别靠近接触抽头变压器上的三个初级线圈，形成互感结构。
[0006]所述接触点3分别与交流接触器4、电网、抽头变压器I连接，所述接触点3共有三个接触，分别对应抽头变压器I的三个初级线圈。
[0007]所述采集模块7 —端连接电网，一端连接触摸屏6。
[0008]所述触摸屏6 —端连接采集模块7，一端连接输出模块5。
[0009]所述输出模块5 —端连接触摸屏6，一端连接交流接触器4。
[0010]所述交流接触器4分别与接触点3、输出模块5、状态转换开关旋组8、模式转换开关9连接。
[0011]所述模式转换开关9分别连接真空接触器10和交流接触器4。
[0012]本实用新型采用动态补偿，提高功率因数，减少无功分量，减少线路损耗，完成电路中的无功分量的减少，使电路品质更高，通过动态补偿的互感作用净化电网，优化负载电压。
[0013]智能控制器12与抽头变压器I共同实现智能调节电压、滤波、节电的目的，自动调整电网对设备的供电电压，使设备运行更经济。
[0014]所述智能节电由每相的串联电抗线圈、并联调压线圈和动态补偿线圈三个线圈共同绕制在同一个三柱式铁芯上的一体结构。并联调压线圈能按设定的电源在最低电压值时由控制器自动控制其投入运行或退出运行的工作状态，来保证用电设备能在安全电压上运行；电磁平衡补偿线圈采用闭合三角形结线接法，这样可使各相电磁平衡来取得输出电压的基本对称，从而消除各相不对称中的负序分量和零序分量，同时具有消除三次电力高次谐波分量效能，使节电效果更为显著。
[0015]智能节电控制柜的主要功率器件，是采用最新的电磁平衡技术的产品。其原理结构相当于一个串联电抗器并联接入自耦调压器，和外加独立相位调整兼消除高次谐波的线圈，共同(或分别)固定在同一个(或三个)三柱式铁蕊上的混合体。由于各种线圈在三相中磁势上相互平衡作用，使得输送给用电设备上的电压得到平衡和稳定。电压平衡调整使得电力得到更好的运用，同时通过先进的控制算法来通过电力电子开关元器件控制机内自动档位调整电压幅值，给负载提供合适的电压，达至最有效的节约电能。通过节电设备内产生之循环电流，吸收系统回路中高次谐波份量，净化供电回路的高次谐波干扰。
[0016]本实用新型的优点是:
[0017]1、节电率更闻，最闻25% ;
[0018]2、设计更合理，故障率更低；
[0019]3、运行更安全；
[0020]4、能净化电网，提高电网质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为原智能节电器结构图。
[0022]图2为本实用新型智能低压节电柜结构图。
[0023]图3为触摸控制模块结构图。
[0024]图4为闭环控制结构图。
[0025]图5为动态补偿装置结构图。
[0026]图6为节电设备使用前后电压波动曲线模拟仿真图。
[0027]图7为节电设备使用前日负荷曲线模拟仿真图。
[0028]图8为节电设备使用后日负荷曲线模拟仿真图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0030]接触3为三个接触头，分别接触抽头变压器I上的对应三相电的三个初级线圈，接触3分别受到交流接触器4上三个接触器的控制。交流接触器4通过接收输出模块7或者状态转换旋钮8的信号，做出动作，控制接触3与抽头变压器I的接触位置，通过调节接触点的位置改变初级线圈和次级线圈匝数比，调节电压的变化。初级线圈和次级线圈匝数比为N，通过调节接触3，可使电压变化为匝数比为N条件下的97%，96%，95%，94%，93%，92%,对应为 N1: 3%, N2:4%, N3:5%，N4:6%，N5:7%，N6:8%。
[0031 ] 采集模块6可以直接采集电网电压和电网电流值，经过处理后，送给触摸屏5处理，触摸屏5根据设定好的逻辑做出反应，将控制信号输送给输出模块7，输出模块7用来控制交流接触器4，进而控制接触3，改变接触点的位置实现电压的智能调节。触摸屏中设定了延时，当电网电压频繁变动时，输出模块7不会做出相应的频繁变动，保护交流接触器
4。触摸屏5还具有输入、显示功能，可以和用户建立交互界面，方便用户设定参数，调节变压状态。
[0032]智能节电柜工作时，合上主断路器及辅助断路器，智能低压节电柜上电。模式开关10上有“节电/旁路”和“节电”两种模式，当模式开关10在“节电/旁路”时，真空接触器11导通，交流接触器4控制接触3断开，使接触3不接触抽头变压器I的初级线圈，电网电流通过旁路进入抽头变压器I，进而带动负载工作；当模式开关10在“节电”时真空接触器11断开，电流经过接触3进入抽头变压器I。
[0033]当智能控制装置12出现故障时，可以开启手动模式，状态转换旋钮8控制交流接触器4，实现接触点3的调节。当智能控制装置12和状态转换旋钮8都出现故障时，可以通过模式开关10改变运行模式，将“节电”模式转换为“节电/旁路”模式，这样电网电压通过旁路进入抽头变压器1，可在不影响负载正常工作的情况下，维修智能控制装置12或者状态转换旋钮8。
[0034]动态补偿装置2由三个次级线圈和三个电容组成三路，三个电容用三角形接法连接，一个次级线圈连接三角形的两个节点，三个次级线圈对称连接到三角形上；三个次级线圈分别靠近接触抽头变压器上的三个初级线圈，形成互感结构；起到过滤电压高频谐波，改善电网电压，提高功率因数，优化负载电压的功能。
[0035]状态指示灯显示智能低压节电柜运行的状态。
[0036]图1、图2分为原智能节电器结构、智能低压节电柜结构。比较两者，原智能节电器结构有万能转换开关，交流接触器和变压器，结构简单，但万能转换开关不能根据电网参数变化做出反应，不具有闭环的反馈功能，没有旁路电路，多重保护功能。
[0037]图3、图4分为控制模块结构框图、闭环控制结构图。控制模块具有可编程功能、自动控制、电能累加、实时时钟、LCD显示、数字通讯等多功能，由电网电压信号反馈电路、电网电流信号反馈电路、A/D模块、CPU、触摸屏、通信接口和输出模块组成，电压信号反馈电路和电流信号反馈电路分别于A/D模块连接，CPU分别与A/D模块、输出模块、通信接口和触摸屏连接。触摸屏和用户建立交互界面，向用户显示运行状态，并方便用户调整节电柜的参数。通信接口可连接工控机，用上位软件设定CPU的控制逻辑。受控装置通过检查部分将运行状态参数整定，经反馈部分送给控制部分，控制部分依据受控装置的状态调整受控装置，同时将受控装置的实时运行情况经显示部分显示给用户。
[0038]图5为动态补偿装置结构框图。
[0039]图6、图7、图8分为节电设备使用前后电压波动曲线模拟仿真图、节电设备使用前日负荷曲线模拟仿真图、节电设备使用后日负荷曲线模拟仿真图。通过仿真节电柜可以根据电网电压的变化调整，有效降低损耗，节约用电。
【权利要求】
1.一种智能低压节电柜，包括抽头变压器(I)、动态补偿装置(2)、真空接触器(10)、负载(11)，其特征在于，所述智能低压节电柜还包括接触点(3)、状态转换旋组(8)、模式转换开关(9)、智能控制装置(12);所述智能控制装置(12)由交流接触器(4)、输出模块(5)、触摸屏(6)和采集模块(7)组成。
2.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述动态补偿装置(2)由三个次级线圈和三个电容组成三路，三个电容用三角形接法连接，一个次级线圈连接三角形的两个节点，三个次级线圈对称连接到三角形上；所述三个次级线圈分别靠近接触抽头变压器上的三个初级线圈，形成互感结构。
3.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述接触点(3)分别与交流接触器(4)、电网、抽头变压器(I)连接，所述接触点(3)共有三个接触，分别对应抽头变压器(I)的三个初级线圈。
4.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述采集模块(7)—端连接电网，一端连接触摸屏(6)。
5.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述触摸屏(6)—端连接采集模块(7 ), —端连接输出模块(5 )。
6.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述输出模块(5)—端连接触摸屏(6 )，一端连接交流接触器(4 )。
7.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述交流接触器(4)分别与接触点(3 )、输出模块(5 )、状态转换开关旋组(8 )、模式转换开关(9 )连接。
8.根据权利要求1所述的智能低压节电柜，其特征在于，所述模式转换开关(9)分别连接真空接触器(10 )和交流接触器(4 )。
【文档编号】H02J3/12GK204205605SQ201420603352
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】张博文, 朱银海 申请人:上海胜华节能电气有限公司