系统节电优化电能自动调节电压稳压设备及其设备组技术方案

本实用新型专利技术提供了一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备及其设备组，该设备还包括并联绕组、调压绕组、串联绕组、分路绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件及PLC电子控制系统；所述分路绕组与所述串联绕组共用一个铁芯，分路绕组的第一端接头与所述两个第一电力电子功率器件的并联一端连接，所述两个第一电力电子功率器件的另一端分别连接所述调压绕组的首端与末端；所述调压绕组的若干抽头分别与所述若干第二电力电子功率器件的一端连接，所述各第二电力电子功率器件的另一端并联后与所述分路绕组的第二端接头连接，所述PLC电子控制系统用以控制所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件的通断。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种系统节电优化电能调压稳压装置。
技术介绍
现有的稳压装置、电压补偿装置或者说电压控制装置由串联绕组和分路绕组构成，由同一铁芯缠绕而成，装有多个单绕组的变压器、其分路绕组中设有分接头，可以通过电力电子功率器件和继电器对任意电压进行切换，进而达到电压的转变。就像这样的例子，众所周知在现行的稳压装置中。在耗电结构中，切断分接头的时候由于残留的电磁能量的释放、会导致大量的冲击电流流出，同时在连接分接头时的瞬间也会产生大量浪涌电压。为防止产生的过大电流和高强电压对电力电子功率器件造成破坏而需采用耐高压电力电子功率器件，这样便增加了成本。尤其是，在原来的构造中，在打开分接头时，由于会受到不平衡负荷的影响，变压器的相平衡性被破坏，可能会使输入输出电压变为异常高压、导致危险发生。在现行的稳压装置中，虽然为了保持相电压的平衡，进行了绕组的交替组合，采用绕组互相缠绕的排列组合的方式，但将中性线与变压器内的绕组放在一起后，向一方流入的过大电流会产生对变压器自身造成损伤的危险，所以不采用将中性线放在一起的方式，在畅通的情况下，只实行电压转换。现行稳压装置中的分路绕组和串联绕组都是分别由一个个铁芯缠绕而成。因此，如前所述，将两者在同一铁芯缠绕时后，其产生的冲击电压和冲击电流 之间将不会发生相间不平衡的问题。但是，分路绕组的构造为多绕组构造，用VA表示的分路绕组容量增加的同时，其容积也都会变大。尤其是分路绕组如果是多绕组构造，这种多绕组构造会使得变换效率低下、空载电流和负荷损失将增大、回路电力损失也将达到整体的5～10％。这样本想通过控制电压达到稳压目的的装置就违反了原本的目的。并且，在现行的稳压装置的分路绕组中，由于在2次侧设有多数的单个绕组装置，为了更换绕组而使电力电子功率器件的数量增多，从而使控制操作复杂化。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是如何更安全、有效地实现电压的稳压与补偿。为了解决这一技术问题，本技术提供了一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其包括相线输入端、相线输出端以及零线端，还包括并联绕组、调压绕组、串联绕组、分路绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件及PLC电子控制系统；所述串联绕组一端为相线输入端，其与所述并联绕组的首端连接，另一端为相线输出端；所述并联绕组的末端与所述零线端相接；所述分路绕组与所述串联绕组共用一个铁芯，所述分路绕组的两端分别设有第一端接头和第二端接头，所述第一组电力电子功率器件包括两个第一电力电子功率器件，所述第一端接头与所述两个第一电力电子功率器件的并联一端连接，所述两个第一电力电子功率器件的另一端分别连接所述调压绕组的首端与末端；所述第二组电力电子功率器件包括若干第二电力电子功率器件，所述调压绕组的若干抽头分别与所述若干第二电力电子功率器件的一端连接，所述各第 二电力电子功率器件的另一端并联后与所述分路绕组的第二端接头连接；所述PLC电子控制系统用以控制所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件的通断以及通过所述第二组电力电子功率器件组选择性导通实现对调压绕组电流方向的控制，最终实现所述相线输出端电压值的升降控制。优选的，所述第一电力电子功率器件和第二电力电子功率器件均由所述PLC电子控制系统控制，通过开关动作完成通过其中的电流的通断，其控制方式为电压过零导通，电流自然过零关断。优选的，在关断的过程中所述PLC电子控制系统自动瞬时断开所有第一电力电子功率器件和第二电力电子功率器件的触发电路，待其所有第一电力电子功率器件和第二电力电子功率器件的电流自然过零关断后，再根据需要向应当过零导通的电力电子功率器件送触发信号。优选的，通过分别导通两个所述第一电力电子功率器件实现所述调压绕组两种不同的电流方向选择，进而通过导通不同数量的所述第二电力电子功率器件实现相线输出端电压的调节。优选的，所述PLC电子控制系统根据预设的基准电压自动调节所述输出端相线的电压值。优选的，所述分路绕组两端并联加装了电压互感器与第一断路器，所述第一断路器与所述PLC电子控制系统连接，所述并联绕组与一个第二断路器串联，所述第一断路器与第二断路器均与所述PLC电子控制系统连接。本技术还提供了一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备组，其用于三相四线制供电系统中，其中所述三相四线制供电系统包括A相线、B相线、C相线以及N零线，所述A相线、B相线、C相线分别连接如权利要求1至5任意之一所述的系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，分别记为A相节电优 化电能自动调节电压稳压设备、B相节电优化电能自动调节电压稳压设备以及C相节电优化电能自动调节电压稳压设备；其中：所述A相线与所述A相节电优化电能自动调节电压稳压设备的A相线输入端连接，所述B相线与所述B相节电优化电能自动调节电压稳压设备的B相线输入端连接，所述C相线与所述C相节电优化电能自动调节电压稳压设备的C相线输入端连接；所述N零线分别与所述A相节电优化电能自动调节电压稳压设备、B相节电优化电能自动调节电压稳压设备以及C相节电优化电能自动调节电压稳压设备的N零线端连接；所述A相节电优化电能自动调节电压稳压设备、B相节电优化电能自动调节电压稳压设备、C相节电优化电能自动调节电压稳压设备通过所述PLC电子控制系统根据各相线设定的基准电压稳压输出，分相进行自动调整，保证三相电压平衡。本技术可以用于电压的稳压与补偿，不产生较大的冲击电流和冲击电压，同时体积和重量较现有装置相同规格容量相比较约减少30-40％，现有稳压装置最大容量做到800-1000KVA本技术能做到2500KVA左右。现有稳压装置稳压时增加损耗4％左右，本技术自身损耗极小(≤0.4％左右)，还能节省电能6％左右，并能滤掉大部份高次谐波改善三相不平衡优化电能质量。此外，现有稳压设备的的响应时间通常为10秒甚至更长，本技术所提供的稳压设备能将响应时间控制在2秒以内。附图说明图1是本技术一实施例中系统节电优化电能自动调节电压稳压设备的电路图；图2是本技术一实施例中升压原理示意图；图3是本技术一实施例中降压原理示意图；图4为本技术一实施例中升降压电压电流相量图；图5是本技术一实施例中PLC控制系统图。具体实施方式以下将结合图1至图5对本技术提供的系统节电优化电能自动调节电压稳压设备及其设备组进行详细的描述，其为本技术一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本技术精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。请参考图1，本实施例提供了一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其包括相线输入端、相线输出端以及零线端，还包括并联绕组、调压绕组、串联绕组、分路绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件及PLC电子控制系统；请参考图5和图1，所述PLC自动程序控制系统包括了触摸屏、电压变换模块，电压模块、电力电子功率模块、模拟量输入模块、温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其包括相线输入端、相线输出端以及零线端，其特征在于，还包括并联绕组、调压绕组、串联绕组、分路绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件及PLC电子控制系统；所述串联绕组一端为相线输入端，其与所述并联绕组的首端连接，另一端为相线输出端，所述并联绕组的末端与所述零线端相接；所述分路绕组与所述串联绕组共用一个铁芯，所述分路绕组的两端分别设有第一端接头和第二端接头，所述第一组电力电子功率器件包括两个第一电力电子功率器件，所述第一端接头与所述两个第一电力电子功率器件的并联一端连接，所述两个第一电力电子功率器件的另一端分别连接所述调压绕组的首端与末端；所述第二组电力电子功率器件包括若干第二电力电子功率器件，所述调压绕组的若干抽头分别与所述若干第二电力电子功率器件的一端连接，所述各第二电力电子功率器件的另一端并联后与所述分路绕组的第二端接头连接；所述PLC电子控制系统至少用以控制所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件的通断以及通过所述第二组电力电子功率器件组选择性导通实现对调压绕组电流方向的控制，最终实现所述相线输出端电压值的升降控制。

【技术特征摘要】
2013.08.20 CN 20131036389271.一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其包括相线输入端、相线输
出端以及零线端，其特征在于，还包括并联绕组、调压绕组、串联绕组、分路
绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件及PLC电子控制系
统；
所述串联绕组一端为相线输入端，其与所述并联绕组的首端连接，另一端
为相线输出端，所述并联绕组的末端与所述零线端相接；
所述分路绕组与所述串联绕组共用一个铁芯，所述分路绕组的两端分别设
有第一端接头和第二端接头，所述第一组电力电子功率器件包括两个第一电力
电子功率器件，所述第一端接头与所述两个第一电力电子功率器件的并联一端
连接，所述两个第一电力电子功率器件的另一端分别连接所述调压绕组的首端
与末端；
所述第二组电力电子功率器件包括若干第二电力电子功率器件，所述调压
绕组的若干抽头分别与所述若干第二电力电子功率器件的一端连接，所述各第
二电力电子功率器件的另一端并联后与所述分路绕组的第二端接头连接；
所述PLC电子控制系统至少用以控制所述第一组电力电子功率器件、第二
组电力电子功率器件的通断以及通过所述第二组电力电子功率器件组选择性导
通实现对调压绕组电流方向的控制，最终实现所述相线输出端电压值的升降控
制。
2.如权利要求1所述的系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其特征在于，
所述第一电力电子功率器件和第二电力电子功率器件均由所述PLC电子控制系
统控制，通过开关动作完成通过其中的电流的通断，其控制方式为电压过零导
通，电流自然过零关断。
3.如权利要求2所述的系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其特征在于，

\t在关断的过程中所述PLC电子控制系统自动瞬时断开所有第一电力电子功率器
件和第二电力电子功率器件的触发电路，待其所有第一电力电子功率器件和第
二电力电子功率器件的电流自然过零关断后，再根据需要向应当过零导通的电

【专利技术属性】
技术研发人员：朱克祥，朱晓云，黄协良，
申请(专利权)人：朱晓云，上海宁邦电气有限公司，黄协良，
类型：新型
国别省市：江苏;32