CN204947599U - 低压线路自动调压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低压线路自动调压器,包括第一保护断路器、第二保护断路器、第三保护断路器、第一换挡开关、第二换挡开关、第三换挡开关、逻辑电路、电流互感器、升压变压器和检修开关。该低压自动调压器可自动调节供电线路后端电压,从而保证供电质量、提高电压合格率,不用延伸10KV线路,不需新增配电变压器,并且输出为正弦波,无谐波干扰,输出效率高,可长期连续工作,过载能力强,适用负载广泛,即使在设备检修或故障退出运行时,低压线路也无需断电,解决了配电网用户普遍存在的电压合格率低的问题。该低压自动调压器具有成本低、安装使用方便、保护全面、智能化水平高等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气工程领域,涉及一种电力***中的农网专用稳压装置即低压线路自动调压器(LSVR),该低压自动调压器适用于农网微型户,供电半径很长,传统改造需延伸10kV线路,新增布点代价比较大的配变台区。
背景技术
随着电能需求的快速增长,新农村城镇化建设进程的不断加快,特别是“家电下乡”等一系列惠农政策的实施,农村用电负荷日益攀升,特别是夏、冬、春节等季节性负荷高峰期,农网末端用户电压可降低至180V以下,根本无法保证居民的基本生活用电需求,如电视、空调、抽水机等无法正常使用。
造成农网低电压现象的主要原因有:(1)10kV或低压配电线路供电半径长,线路末端电压损耗大;(2)农网用户所用配变容量小,负荷变化大致使电压波动大;(3)三相负载不平衡,负载重的一相电压偏低;(4)线路导线截面小等。
针对农网末端低电压问题,通过更换大截面的导线不能确实解决长线路的低电压问题。在低电压台区增设10kV配电补点虽然能解决问题但需要征地、延伸10kV线路、立杆架线等牵扯多方利益,且成本较高。
此外,一些厂家研发的低压线路动态调压器串联在低压线路末端,直接自动调节输出电压,有效解决几十户居民用电的低电压问题。但是当供电***不能满足该设备正常工作要求时或设备发生故障时,该设备必须在连接线路断电后通过人工干预才能退出运行。个别低压调压设备由于调压开关档位切换动作不同步,出现短时输出不合格电压,这会导致一些用电设备(比如电脑、电视等)发生重启现象,从而大大缩短了用电设备的使用寿命。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足,本实用新型的目的在于,提供一种低压线路自动调压器(LSVR)。
为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案予以解决:
一种低压线路自动调压器,包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS;其中,第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路,第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路,第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路,第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi,并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端,升压变压器TB还连接检修开关QS,检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线。
进一步的,所述线路的出线和零线之间并联由电容器C与电容投切开关KM的串联电路。
进一步的,所述检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。
进一步的,所述第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。
进一步的,所述第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。
进一步的,所述升压变压器TB采用干式自耦结构。
本实用新型还包括如下其他技术特征:
1、逻辑电路对于换挡开关采用档位联动的控制方式,切换过程中不断电、不会产生电压暂降。
2、换挡开关采用宽范围开关电源直流供电模式,在***电压220V即使低到100V也能够可靠工作。
3、有带过零投切的电容无功补偿,不仅可稳定***电压,还可降低***损耗。
4、该线路自动调压器不仅适用于低压单相***,还适用于低压三相四线制***,三相***可根据每相电压不同而分相调节。
本实用新型可对电网低压线路的末端低电压进行自动补偿,并能稳定输出合格的正弦波电压(210~230V之间)。该设备主体发生故障时,逻辑电路部件能进行自动保护,隔离故障,同时自动切换至旁路运行,设备的退出运行和故障检修都不需要进行线路断电操作。同时,能够分相调节电压,解决线路三相不平衡问题。在不进行大规模农网改造的前提下,可与各类设备配合运行(如消弧、无功补偿设备),有效解决各种因素引起的低电压问题。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是根据用户负荷选取的单相LSVR低压自动调压器安装示意图。
图3是根据配变容量选取的三相LSVR低压自动调压器安装示意图。
图4是逻辑电路的硬件***框图。
图5是逻辑组件的一个实施例的结构示意图。
下面结合附图和实施方式对本实用新型做进一步说明。
具体实施方式
参见图1,本实用新型的低压线路自动调压器,包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS;其中,第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路,第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路,第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路,第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi,并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端,升压变压器TB还连接检修开关QS,检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线;电容器C与电容投切开关KM串联后并联在线路的出线和零线之间,用于就地补偿无功损耗,提高功率因数。
电容器为选配组件,可根据实际线路情况配装。
本实用新型在应用时被串接在低压线路末端及用户负荷前端,即低压线路的进线、出线、零线分别接到检修开关QS的刀闸端,刀闸操作到上端时自动调压设备完全脱离电网,且电网不断电,刀闸操作到下端时自动调压器接入到电网进行电压调节。
可选的,检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。
可选的,第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀,主回路触点的额定电流至少为工作电流的3倍。换挡开关的电磁线圈选用直流供电,可满足在供电电压较低时的可靠动作。并且选用的电磁线圈接线端加装有过电压抑制器,减小其对逻辑电路的干扰。切换档位时,逻辑电路发出指令使某两挡开关同时动作(一个开断一个闭合同时进行),以保证输出正弦波电压。
可选的,第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。它们在正常情况下处于闭合状态,当出现某两档换挡开关同时闭合时(故障状态),第二保护断路器QF2和第三保护断路器QF3断开,第一保护断路器QF1不动作,同时换挡开关KM1处于闭合状态。该控制过程可保证线路不断电,也能防止两档转换开关同时接通产生的环流对设备造成损害。
检修开关QS采用单刀双掷开关。
升压变压器TB采用干式自耦结构,其铁芯采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,单相压叠式铁芯结构,铁芯接缝形式为45度全斜接缝,使磁通沿着硅钢片接缝方向通过。线圈采用耐温等级为H级(180℃)漆包扁铜线绕制,排列紧密且均匀,外表不包绝缘层,散热性能好,过负载能力强,强迫风冷时可提高容量运行。该升压变压器能够实现升压20%,调节档位为3档。该升压变压器配备完美的温度检测和保护***。采用信号温度监控***,可自动启动、停止风机,并有报警、跳闸等功能。
参见图4,逻辑电路主要包括以下几个单元:
(1)信号变换放大电路,用于将模拟信号调理成适配AC/DC转换的信号。
(2)AC/DC转换模块,用于将输入的交流信号转换为直流信号,以便逻辑组件接收和处理;
(3)逻辑组件,用于实现本实用新型的自动控制,其结构如图5所示;
(4)换挡开关输出模块,用于将逻辑组件发出的信号转换为可操作的开关电源信号。
(5)电源组件,包括后备电源和电源模块,用于给逻辑组件提供工作电能。
上述部件中,后备电源通过电源模块连接逻辑组件,信号变换放大电路通过A/D转换模块连接逻辑组件。
参见图5,逻辑组件的组成及工作原理:
输入电压经过采样电路转换成直流模拟信号Vo,然后输入到图5中由U1、U4、U6、U5、U2、U3及***元件组成的逻辑比较电路中,逻辑比较电路输出3个开关量信号G1、G2、G3,分别对应3个档位,3个开关量信号G1、G2、G3通过ULN2004放大后驱动继电器,产生档位开关量输出。
当调压器输入电压在215V~260V时,U1的1脚和7脚都输出高电平,两个高电平经过一个2输入与非门U2A,输出低电平,再经过一个非门U3A,输出高电平,即G1处的电平为高,继电器K1闭合。反之,当输入电压超出215V~250V范围时,G1输出低电平,继电器K1断开。
当调压器输入电压在218V~190V时,U4的1脚和7脚都输出高电平,两个高电平经过一个4输入与非门U5A,U5A的1脚和5脚的信号来自G1和G3的反相输出,作用是,只有在G1和G3都输出低电平时,U5A才输出低电平,再经过非门U3B,输出高电平,即G2处的电平为高,继电器K2闭合。反之,当输入电压超出215V~250V范围时,G2输出低电平,继电器K2断开。
当调压器输入电压在192V~160V时,U6的1脚和7脚都输出高电平,两个高电平经过一个2输入与非门U2B,输出低电平,再经过一个非门U3C,输出高电平,即G3处的电平为高,继电器K3闭合。反之,当输入电压超出192V~160V范围时,G3输出低电平,继电器K3断开。
以上逻辑比较电路实现的结果如下:
输入电压为215V~~260V时,继电器K1闭合,K2、K3断开;
输入电压为192V~~215V时,继电器K2闭合,K1、K3断开;
输入电压为160V~~192V时,继电器K3闭合,K1、K2断开。
参见图2,图2是根据用户负荷选取的单相的安装示意图。该安装方式为电杆安装,安装材料含抱箍3套和螺栓6对。将低压自动调压器串联在线路末端,禁止并联运行。安装前核对安装点后的负载,确保负载小于自身额定容量。
参见图3,图3是根据配变容量选取的三相的低压自动调压器安装示意图,该安装方式为电杆安装或者墙面安装,安装材料含抱箍3套和螺栓6对。本实用新型可分相调节线路电压,解决由于某一相重负荷引起的三相不平衡问题。将本实用新型串联在线路中后端,禁止并联运行,安装前核对线路前端的配变容量与设备选型时数据一致,并且确定此配变不存在过载现象。
本实用新型的工作原理如下:
当输入电压低于设定值时,逻辑电路控制换挡开关投合,根据升压情况选择KM2合或KM3合,三个保护断路器开关初始设定为投合状态,故不动作,然后检修开关QS动作使升压变压器工作,稳定输出合格电压。当前输入电压高于设定值时,逻辑电路自动控制换挡开关动作,即KM1合,KM2或KM3同时断开,升压变压器不工作。当供电***不能满足设备正常工作要求时或设备发生故障时,逻辑电路自动控制投合旁路开关QS,保证线路正常供电,设备自动退出运行且方便检修。电容器C并联在线路末端,用于就地补偿无功损耗,提高功率因数。电容器为选配组件,可根据实际线路情况配装。
Claims (6)
1.一种低压线路自动调压器,其特征在于,包括第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3、第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3、逻辑电路、电流互感器TA1、升压变压器TB和检修开关QS;其中,第一保护断路器QF1与第一换挡开关KM1串联形成第一线路,第二保护断路器QF2与第二换挡开关KM2串联形成第二线路,第三保护断路器QF3与第三换挡开关KM3串联形成第三线路,第一线路、第二线路和第三线路并联得到的并联电路的一端连接电流互感器TAi,并联电路的另一端接入升压变压器TB的档位抽头端,升压变压器TB还连接检修开关QS,检修开关QS的刀闸端连接低压线路的进线、出线、零线。
2.如权利要求1所述的低压线路自动调压器,其特征在于,所述线路的出线和零线之间并联由电容器C与电容投切开关KM的串联电路。
3.如权利要求1所述的低压线路自动调压器,其特征在于,所述检修开关QS采用三位一体单刀双掷开关。
4.如权利要求1所述的低压线路自动调压器,其特征在于,所述第一换挡开关KM1、第二换挡开关KM2、第三换挡开关KM3采用真空接触器。
5.如权利要求1所述的低压线路自动调压器,其特征在于,所述第一保护断路器QF1、第二保护断路器QF2、第三保护断路器QF3采用塑壳断路器。
6.如权利要求1所述的低压线路自动调压器,其特征在于,所述升压变压器TB采用干式自耦结构。
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