一种可深幅度的低电压调压装置的制作方法

本实用新型涉及调压装置领域，特别涉及一种可深幅度的低电压调压装置。

背景技术：

低压线路末端调压装置又称作“低压线路末端电压补偿装置”，主要用于0.4kV配电线路上的末端用户侧，配置在偏远村镇以及不便安装配电变压器的场所。低压线路末端调压装置能够直接有效地解决配电网中末端电压过低的问题，从而保障居民正常用电。低压线路末端调压装置广泛使用于供电距离比较远、末端电压过低的供电线路，也可以用于电压质量不能满足生产需要的工矿企业。

接触器开关调压装置是目前市场上一种专门为线路供电半径较长，线径细，线路电压损失大的台区而设计的低电压治理装置。其主要由自耦变压器、控制器、交流接触器等组成，当线路电压过低时，控制器控制交流接触器动作投切自耦变压器，对线路电压进行补偿升压。接触器开关调压装置是用接触器作为换挡动作开关的调压器，一般调压幅度-10％～+20％(最大可做到Uo＝1.25Ui)，最大功率30KVA。接触器调压装置的优点是功耗低、成本低、可靠性高，尤其适合配电网大规模改造，是目前低压配电网应用最多的一款调压装置。

但是，接触器开关调压装置的缺点是接触器动作时触头做机械运动会产生电弧，无法频繁动作，反应速度慢，故调压幅度不能太大，否则输入电压快速反弹时输出端容易出现过电压，烧毁用电设备。另外，共因不能频繁切换调压挡位，实时性差，无法有效保证输出电压的稳定性，从而无法满足电压质量要求高的用电场所。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可深幅度的低电压调压装置，从而克服现有的调压装置无法频繁动作、反应速度慢、调压幅度不能太大且实时性差的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种可深幅度的低电压调压装置，其中，包括：自耦变压器，其二次线圈串接在火线上，且该自耦变压器的一次线圈自前至后设置有若干个抽头；第一晶闸管，其设置在一条第一线路上，所述第一线路与所述二次线圈并联地连接在火线上；第二晶闸管，每个所述抽头各通过一条设置有一个该第二晶闸管的第二线路与火线连接；以及第三晶闸管，第一个所述抽头和最后一个所述抽头各通过一条设置有一个该第三晶闸管的第三线路与零线连接。

优选地，上述技术方案中，所述二次线圈与一个断路器串联后再一起与所述第一线路并联地连接在火线上，且所述断路器位于所述二次线圈的前面。

优选地，上述技术方案中，所有的所述第二线路同时与一个继电器的一端连接，所述继电器的另一端与火线连接。

优选地，上述技术方案中，该深幅度的低电压调压装置还包括：控制单元，所述第一晶闸管、所述第二晶闸管和所述第三晶闸管均与该控制单元连接，以通过该控制单元来控制通断；输入电压采集单元，其与所述控制单元连接，该输入电压采集单元把采集到的输入端的电压输送给所述控制单元；以及输出电压采集单元，其与所述控制单元连接，该输出电压采集单元把采集到的输出端的电压输送给所述控制单元。

优选地，上述技术方案中，所述控制单元通过GPRS与远程服务器系统的数据进行交互，以实现在线监测。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型与接触器开关调压装置相比，舍弃了交流接触器而采用晶闸管作为调压升降挡开关，可快速调压切换，毫秒级响应，可实现深度调压，输出电压较为平稳。

2、本实用新型采用过零投切技术，避免大电流冲击，此时引起的电网干扰会最小，无接触电弧损耗，对负载的冲击也小，同时可大幅提高设备动作次数，延长设备使用年限。

3、本实用新型相较机械式的接触器，采用晶闸管作为开关器件，导通和分断时无噪音产生，降低整机设备的噪音。

附图说明

图1是根据本实用新型可深幅度的低电压调压装置的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-可深幅度的低电压调压装置，11-自耦变压器，12-第一晶闸管，13-第一线路，14-第二晶闸管，15-第二线路，16-第三晶闸管，17-第三线路，18-断路器，19-继电器；2-控制单元，21-电流检测装置，22-输出电压检测装置，23-输入电压检测装置；3-避雷器；4-电流互感器；5-补偿单元，51-微型断路器，52-复合开关，53-电容。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1显示了根据本实用新型优选实施方式的一种可深幅度的低电压调压装置的结构示意图，该可深幅度的低电压调压装置1包括自耦变压器(TB)11、第一晶闸管(K6)12、第二晶闸管(K1、K2、K3)14以及第三晶闸管(K4、K5)16。本实用新型的可深幅度的低电压调压装置1设置于输电线路上，输电线路具有输入端和输出端，输入端可以设置有避雷器(FV)3，避雷器(FV)3有效防止雷击过电压和操作过电压引起的损坏，如果遇到过电压，避雷器(FV)3导通将涌流引入接地系统，以起雷击保护作用。且输电线路还设置有补偿单元5，补偿单元5包括微型断路器(ZK)51、复合开关(FK)52和电容(C)53，微型断路器(ZK)51、复合开关(FK)52和电容(C)53依序串联在一个连接在火线和零线之间的补偿线路上。微型断路器(ZK)51起到电容过流保护作用；复合开关(FK)52用于无功补偿单元的投切；电容(C)53用于无功补偿。通过增加补偿单元5进行无功补偿，能减少线路的电流无功分量，降低了发生在线路和配变上的损耗，提高供电系统的功率因素和配变的实际出力。

参考图1，自耦变压器(TB)11用于补偿升压，自耦变压器(TB)11的二次线圈(a-x)串接在火线上，且自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)自前至后设置有若干个抽头，不同的抽头对应不同的补偿升压电压值。自耦变压器的型号可以为G300-160。第一晶闸管(K6)12设置在一条第一线路13上，第一晶闸管(K6)12用于控制第一线路13的通断。第一线路13与自耦变压器(TB)11的二次线圈(a-x)并联地连接在火线上。优选地，自耦变压器(TB)11的二次线圈(a-x)与一个断路器(QF)18串联后再一起与第一线路13并联地连接在火线上，且断路器(QF)18位于二次线圈(a-x)的前面。断路器(QF)18可以为塑料外壳式断路器，用于过流和短路保护。

继续参考图1，自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)的每个抽头各通过一条设置有一个第二晶闸管14的第二线路15与火线连接，连接处位于第一晶闸管(K6)与火线连接处的前面。每个晶闸管14用于控制其所在的第二线路15的通断。优选地，所有的第二线路15同时与一个继电器(KM)19的一端连接，继电器(KM)19的另一端与火线连接。继电器(KM)19用于同时控制所有的第二晶闸管(K1、K2、K3)14的断开。自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)自前至后数，第一个抽头和最后一个抽头各通过一条设置有一个第三晶闸管16的第三线路17与零线连接。例如，自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)共有三个抽头，则第一个抽头和第三个抽头分别与一个带有晶闸管16的第三线路17连接。在实际应用中，可根据现场需求，在自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)上设置更多的档位抽头，并相应增加第二晶闸管14和第二线路15的数量，使调压幅度精细化，并提高调压幅度上限。

本实用新型的可深幅度的低电压调压装置1的使用过程为：

当某一时段从输入端的电压处于设定的合格电压值时，使所有的第二晶闸管(K1、K2、K3)14和所有的第三晶闸管(K4、K5)6断开，并使第一晶闸管(K6)12导通，自耦变压器11便处于切除状态，此时整个调压装置不工作。

当某一时段从输入端输入的电压Ui偏低时，使第一晶闸管(K6)12断开，将自耦变压器(TB)的二次线圈(a-x)投入，再使第一个第二晶闸管(K1)14和后面的第三晶闸管(K5)16导通，此时，前面的第三晶闸管(K4)16是断开的，以将一次线圈(A-X)全部正向投入，此时二次线圈(a-x)会产生一个与输入电压方向相同的补偿电压△U叠加到相线L上，使输出端输出的电压Uo升高，当Uo经过升压后仍没有达到合格电压，使第一个第二晶闸管(K1)14断开，下一个第二晶闸管(K2)14导通，以调节一次线圈(A-X)的匝数，切换补偿档位，将△U增大，进一步提升Uo，以此类推，直至使输出电压Uo升至合格电压。

当某一时段输入电压Ui偏高时，先使第一晶闸管(K6)12断开，将自耦变压器(TB)11的二次线圈(a-x)投入，再使最后一个第二晶闸管(K3)14和前面的第三晶闸管(K4)16导通，此时后面的第三晶闸管(K4)16是断开的，以将一次线圈(A-X)全部反向投入，此时二次线圈(a-x)会产生一个与输入电压方向相反的补偿电压△U叠加到相线L上，使输出电压Uo降低，当Uo经过降压后仍没有达到合格电压，再使最后一个第二晶闸管(K3)14断开，倒数第二个第二晶闸管(K2)14导通，调节一次线圈(A-X)的匝数，切换补偿档位，将△Ua增大，进一步降低Uo，以此类推，直至输出电压Uo降至合格电压。

继续参考图1，本实用新型进一步地，深幅度的低电压调压装置1还包括控制单元2、输入电压采集单元21以及输出电压采集单元22，第一晶闸管12、第二晶闸管14和第三晶闸管16均与控制单元2连接，以通过控制单元2来控制各个晶闸管的通断。输入电压采集单元21与控制单元2连接，输入电压采集单元21用于检测输电线路的输入端的电压值，从把采集到的输入端的电压输送给控制单元2，输出电压采集单元22与控制单元2连接，输出电压采集单元22用于检测输电线路的输出端的电压值，并把采集到的输出端的电压输送给控制单元2。控制单元2对检测到的输入端和输出端的电压值进行比较，自动判断输入电压Ui是处于合格值，还是偏低或偏高，再自动地控制各晶闸管配合导通，以调节自耦变压器(TB)11的一次线圈(A-X)的匝数，并调节自耦变压器(TB)11的二次线圈(a-x)提供不同大小和方向的调节电压△U，从而实现多级双向调压，解决线路低电压和高电压问题。而且，当发生过载或短路时，控制单元2会根据设定的保护参数控制第一晶闸管(K6)12导通，将调压装置切换到旁路状态，以保护设备的安全。控制单元2的型号可以为STM32F103。进一步优选地，控制单元通过GPRS与远程服务器系统的数据进行交互，以实现在线监测。在输电线路的输入端和输出端还各设置有一个电流互感器(TA1、TA2)4，以分别用于检测输入端和输出端的电流值。另外，控制单元2还可通过检测线路无功功率大小，再控制补偿单元5的投切，达到无功补偿的目的。这样，控制单元2便能对整套设备的运行数据进行测量、统计，并通过GPRS与远程服务器系统的数据进行交互实现在线监测功能，主要包括：

①采集电压、电流，实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数的测量；

②调压单元日动作次数、总动作次数、当前档位，并统计各档位动作时间；

③统计各换相器工作相位、相位切换记录。

本实用新型与接触器开关调压装置相比，舍弃了交流接触器而采用晶闸管作为调压升降挡开关，晶闸管无机械式触头，工作噪音小，降低整机设备的噪音。晶闸管通断过程中不产生电弧，可实时跟踪电压变化，快速频繁调整档位，毫秒级反应时间，实现电压的深度调节，调压幅度可达65％(Uo＝1.65Ui)，输出电压稳定。装置采用过零投切技术，晶闸管在电流为零时断开，电压为零时导通，对设备无大电流冲击，提高开关器件的使用寿命，且此时引起的电网干扰会最小，无接触电弧损耗，对负载的冲击也小，同时可大幅提高设备动作次数，延长设备使用年限。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。