CN113363992A - 无冲击调压控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无冲击调压控制装置，用于解决现有技术的调压切换过程中会产生冲击，进而降低供电可靠性的缺陷。本发明的第一档位触头和第二档位触头与调压绕组所接出的调压位滑动连接，用于实现有级电压调节；方位触头与调压绕组两端所接出的第一方向位和第二方向滑动连接，用于调节升压、降压方向；方位触头与基础绕组及输出端固定连接；第一档位触头连接第一可控硅，并通过第一电抗器连接至输入端；第二档位触头连接第二可控硅，并通过第二电抗器连接至输入端；无级调节可控硅并联于第二电抗器两端；补偿绕组分别连接第三可控硅、第一电容及第四可控硅、第二电容。本发明的一个应用是电压调节器。

Description

无冲击调压控制装置
技术领域
本发明涉及调压电路领域，具体涉及一种无冲击调压控制装置。
背景技术
由于配电网的实际情况，具有地域分散、供电线路长的特点，故在用电终端往往存在用电高峰时电压低、波动大的情况，严重影响供电质量与可靠性。针对此问题一般采用自耦变压器式调压器来调节供电电压，使供电电压相对问题保证供电质量，但在调压切换过程中由于开关动作会产生一定冲击，降低供电可靠性，而且调节属于有级调压无法准确控制供电电压。
发明内容
本发明的一个目的是解决现有技术的调压切换过程中会产生冲击，进而降低供电可靠性的缺陷。
根据本发明的第一方面，提供了一种无冲击调压控制装置，包括：三个同轴联动触头，包括第一档位触头、第二档位触头和方位触头；变压器，进一步包括调压绕组、基础绕组以及补偿绕组；无级调节可控硅、第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅以及第四可控硅；
第一档位触头和第二档位触头与调压绕组所接出的调压位滑动连接，用于实现有级电压调节；方位触头与调压绕组两端所接出的第一方向位或第二方向位滑动连接，用于调节升压或降压方向；方位触头与基础绕组及输出端固定连接；第一档位触头连接第一可控硅，并通过第一电抗器连接至输入端；第二档位触头连接第二可控硅，并通过第二电抗器连接至输入端；无级调节可控硅并联于第二电抗器两端；补偿绕组分别连接第三可控硅、第一电容及第四可控硅、第二电容。
优选地，第一档位触头和第二档位触头与调压位为滑动接触；并且在滑动过程中的接触和分离过程通过第一可控硅和第二可控硅的无触点投切实现档位切换过程中的触头无电流控制。
本发明的技术效果是：与自耦变压器有载调压方式比较，本发明在调压过程中能够使切换头在无电流情况下完成切换，实现切换的无冲击，使该设备具有切换冲击小、无级调压精度高、有载开关寿命长、性能可靠稳定的优点。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为-3档至-2档切换控制过程的结构连接图，其中
图1(1a)为一个实施例中装置处于-3档状态的电路结构图；图1(1b)为图1(1a)对应的切换触头连接图；
图1(2a)为一个实施例1中步骤(1)状态的电路结构图；图1(2b)为图1(2a)对应的切换触头连接图；
图1(3a)为一个实施例1中步骤(2)状态的电路结构图；图1(3b)为图1(3a)对应的切换触头连接图；
图1(4a)为一个实施例1中步骤(3)状态的电路结构图；图1(4b)为图1(4a)对应的切换触头连接图；
图1(5a)为一个实施例1中步骤(4)状态的电路结构图；图1(5b)为图1(5a)对应的切换触头连接图；
图1(6a)为一个实施例1中步骤(5)状态的电路结构图；图1(6b)为图1(6a)对应的切换触头连接图；
图2为-2档至-1档切换控制过程的结构连接图，其中
图2(1a)为一个实施例中装置处于-2档状态的电路结构图；图2(1b)为图2(1a)对应的切换触头连接图；
图2(2a)为实施例2中步骤(1)状态的电路结构图；图2(2b)为图2(2a)对应的切换触头连接图；
图2(3a)为实施例2中步骤(2)状态的电路结构图；图2(3b)为图2(3a)对应的切换触头连接图；
图2(4a)为实施例2中步骤(3)状态的电路结构图；图2(4b)为图2(4a)对应的切换触头连接图；
图2(5a)为实施例2中步骤(4)状态的电路结构图；图2(5b)为图2(5a)对应的切换触头连接图；
图2(6a)为实施例2中步骤(5)状态的电路结构图；图2(6b)为图2(6a)对应的切换触头连接图；
图3(a)为一个实施例中装置处于-1档位时的电路结构图；图3(b)为图3(a)对应的切换触头连接图；
图4为升、降压切换控制过程的结构连接图，其中
图4(1a)为一个实施例中装置处于-0降压档状态的电路结构图；图4(1b)为图4(1a)对应的切换触头连接图；
图4(2a)为实施例3中步骤(1)状态的电路结构图；图4(2b)为图4(2a)对应的切换触头连接图；
图4(3a)为实施例3中步骤(2)状态的电路结构图；图4(3b)为图4(3a)对应的切换触头连接图；
图4(4a)为实施例3中步骤(3)状态的电路结构图；图4(4b)为图4(4a)对应的切换触头连接图；
图5(a)为一个实施例中装置处于+0升压档位的电路结构图；图5(b)为图5(a)对应的切换触头连接图；
图6(a)为一个实施例中装置处于1档位的电路结构图；图6(b)为图6(a)对应的切换触头连接图；
图7(a)为一个实施例中装置处于2档位的电路结构图；图7(b)为图7(a)对应的切换触头连接图；
图8(a)为一个实施例中装置处于3档位的电路结构图；图8(b)为图8(a)对应的切换触头连接图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明一个实施例的电路结构图如图1(1a)所示，包括：三个同轴联动触头，进一步包括第一档位触头M、第二档位触头N和方位触头H；变压器SK，进一步包括调压绕组SKT、基础绕组SKJ以及补偿绕组SKB；无级调节可控硅S0、第一可控硅S1、第二可控硅S2、第三可控硅S3以及第四可控硅S4；第一档位触头M和第二档位触头N与调压绕组所接出的调压位滑动连接，用于实现有级电压调节；方位触头H与调压绕组SKT两端所接出的第一方向位I或第二方向位II滑动连接，用于调节升压或降压方向；方位触头H与基础绕组SKJ及输出端Vo固定连接；第一档位触头M连接第一可控硅S1，并通过第一电抗器L1连接至输入端Vi；第二档位触头N连接第二可控硅S2，并通过第二电抗器L2连接至输入端Vi；无级调节可控硅S0并联于第二电抗器L2两端；补偿绕组SKB分别连接第三可控硅S3、第一电容C1及第四可控硅S4、第二电容C2。
第一档位触头M和第二档位触头N与调压位为滑动接触；并且在滑动过程中的接触和分离过程通过第一可控硅S1和第二可控硅S2的无触点投切实现档位切换过程中的触头无电流控制。
本发明一个实施例的工作原理是：根据调压时档位触头M、N转动与不同调压位的滑动过程中的接触、分离过程控制第一可控硅S1、第二可控硅S2的无触点投切，用来保证档位切换过程中触头无电流控制(无拉弧、无冲击)；电抗器L1、L2用来在档位触头M、N连接不同调压位时避免变压器绕组短路，同时在输入端Vi连接在电抗器L1、L2中间可以调节输出每档电压值的一半用来增加调节档位、提高调节精度；可控硅S0相控调节用来无级调节输出电压进一步提高调节精度；根据调档触头M、N在同一档位及不同档位时由电抗器L1、L2产生不同电感量，控制可控硅S3、S4的无触点投切电容C1、C2用来补偿无功功率、提高功率因数。
本发明的一个实施例具有17个调压档位(其中9位为变压器SK基础绕组SKJ所接出的不调压位)，可以进行升压和降压，其中每一档位对应的第一档位触头M的位置、第二档位触头N的位置和方向触头H的位置如下表所示。
Figure BDA0003120520070000061
表格中的“图1”是指附图的图1(1a)至图1(6b)，以此类推。
以每档位调压为1％为例，图1则为-3档位(降压3％)的档位，其中档位触头M、N分别连接至调压位7、8位，方向触头H连接至方向位的II位。图2为在-2档位(降压2％)时档位触头M、N一同连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位；以此类推，图8为在3档位(升压3％)时档位触头M、N分别连接至调压位10、11位，方向档H连接至方向位I位。需要说明的是，附图中的可控硅元件符号的填充色为黑色时表示可控硅处于导通状态，填充色为白色时表示可控硅处于关断状态。
＜实施例1>
由-3档切换至-2档的过程为：
(1)如图1(2a)和图1(2b)所示，档位触头M连接至调压位7位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3、S4导通；补偿电容为串联+并联投入状态，此时在-3档位。
(2)如图1(3a)和图1(3b)所示，开始换挡操作，档位触头M连接至调压位7位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1关断，可控硅S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(3)如图1(4a)和图1(4b)所示，换挡操作1，档位触头M连接脱离调压位7位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1关断，可控硅S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(4)如图1(5a)和图1(5b)所示，换挡操作2，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1关断，可控硅S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(5)如图1(6a)和图1(6b)所示，换挡操作完成，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；补偿电容为串联投入状态，切换至-2档位。
＜实施例2>
由-2档到-1档的切换过程为：
(1)如图2(2a)和图2(2b)所示，换挡操作之前，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；补偿电容为串联投入状态，此时在-2档位。
(2)如图2(3a)和图2(3b)所示，开始换挡操作，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1导通，可控硅S2关断，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(3)如图2(4a)和图2(4b)所示，换挡操作1，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接脱离调压位8位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1导通，可控硅S2关断，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(4)如图2(5a)和图2(5b)所示，换挡操作2，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位9位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1导通，可控硅S2关断，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头M无电流，补偿电容为串联投入状态。
(5)如图2(6a)和图2(6b)所示，换挡操作完成，档位触头M连接至调压位8位，档位触头N连接至调压位9位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3、S4导通；补偿电容为串联+并联投入状态，切换至-1档位。
＜实施例3>
从降压档到升压档的切换过程为：
(1)如图4(2a)和图4(2b)所示，换挡操作之前，档位触头M连接至调压位9位，档位触头N连接至调压位9位，方向档H连接至方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头H无电流，补偿电容为串联投入状态，此时在-0降压档位。
(2)如图4(3a)和图4(3b)所示，执行换挡操作，档位触头M连接至调压位9位，档位触头N连接至调压位9位，方向档H连接脱离方向位II位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头H无电流，补偿电容为串联投入状态。
(3)如图4(4a)和图4(4b)所示，换挡操作完成，档位触头M连接至调压位9位，档位触头N连接至调压位9位，方向档H连接至方向位I位，可控硅S1、S2导通，可控硅S3导通，可控硅S4关断；此时触头H无电流，补偿电容为串联投入状态，此时在0升压档位。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种无冲击调压控制装置，其特征在于，包括：
三个同轴联动触头，包括第一档位触头(M)、第二档位触头(N)和方位触头(H)；
变压器(SK)，进一步包括调压绕组(SKT)、基础绕组(SKJ)以及补偿绕组(SKB)；
无级调节可控硅(S0)、第一可控硅(S1)、第二可控硅(S2)、第三可控硅(S3)以及第四可控硅(S4)；
第一档位触头(M)和第二档位触头(N)与调压绕组所接出的调压位滑动连接，用于实现有级电压调节；方位触头(H)与调压绕组(SKT)两端所接出的第一方向位(I)或第二方向位(II)滑动连接，用于调节升压或降压方向；方位触头(H)与基础绕组(SKJ)及输出端(Vo)固定连接；第一档位触头(M)连接第一可控硅(S1)，并通过第一电抗器(L1)连接至输入端(Vi)；第二档位触头(N)连接第二可控硅(S2)，并通过第二电抗器(L2)连接至输入端(Vi)；无级调节可控硅(S0)并联于第二电抗器(L2)两端；补偿绕组(SKB)分别连接第三可控硅(S3)、第一电容(C1)以及第四可控硅(S4)、第二电容(C2)。
2.根据权利要求1所述的无冲击调压控制装置，其特征在于，第一档位触头(M)和第二档位触头(N)与调压位为滑动接触；并且在滑动过程中的接触和分离过程通过第一可控硅(S1)和第二可控硅(S2)的无触点投切实现档位切换过程中的触头无电流控制。
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