一种单相低压线路电压自动补偿器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单相低压线路电压自动补偿器，包括补偿电压调节电路和自动控制电路；补偿电压调节电路包括单相自耦变压器，单相自耦变压器的绕组分为公共绕组和串联绕组，串联绕组上设有N个分接挡位，各分接头均通过各自的挡位继电器接至电压输出侧相线，各分接头分别接一晶闸管阳极，晶闸管阴极共同经过临时供电通道继电器接至电压输出侧相线；所述的自动控制电路包括微控制器及外围电路、继电器驱动电路、晶闸管驱动电路；本实用新型专利技术利用晶闸管的快速导通特性，在调压换挡过程中用晶闸管搭建临时供电通道，确保不会因调压换挡而给用户造成短时停电，换挡结束后，临时供电通道会被切除，由磁保持继电器构建的通道来承担正常的供电任务。

【技术实现步骤摘要】
一种单相低压线路电压自动补偿器
本技术涉及单相低压线路电压治理领域，具体涉及一种单相低压线路电压自动补偿器。
技术介绍
电压质量是电能质量的一个重要衡量指标，尤其关系到工农业生产和居民生活用电。如果电压不能稳定在国家标准要求的范围内，偏高或偏低都会影响到电气设备的安全、经济运行。我国农网建设水平相对落后，相当一部分的380V/220V三相四线制配电线路布置不合理，线径细，线路长，线路电压损失大，线路末端用户经常出现低电压现象。随着社会进步和发展，人们生活水平在不断提高，物质生活条件也在逐步改善，各类家用电器也越来越多地进入到普通居民家里。大量电器的使用导致城乡用电负荷日益攀升，尤其是在季节性用电高峰期，农网末端用户电压甚至低于180V，低电压问题严重影响了人们的正常生产经营和生活用电需求，如大量的家用电器因为电压低而不能正常工作甚至损坏。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种单相低压线路电压自动补偿器，该补偿器能够根据单相低压线路分支端用户侧电压的高低，及时进行电压补偿，最终使用户侧电压维持在220V附近。为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种单相低压线路电压自动补偿器，包括补偿电压调节电路和自动控制电路；所述的补偿电压调节电路包括旁路模式/工作模式选择继电器、降压模式/升压模式选择继电器、单相自耦变压器，旁路模式/工作模式选择继电器的两个选择端可提供补偿器正常工作模式和补偿器故障情况下的旁路工作模式，确保从补偿器这个环节上，即使补偿器出现故障也不会给用户造成停电。降压模式/升压模式选择继电器的两个极性选择端可提供电压正向补偿(升压)或电压反向补偿(降压)选择。单相自耦变压器的绕组分为公共绕组和串联绕组，串联绕组提供补偿电压，起到稳定电压的作用；两个绕组的同名端一致；电压输入侧相线接至旁路模式/工作模式选择继电器，旁路模式选择端接至电压输出侧相线，工作模式选择端接降压模式/升压模式选择继电器，降压模式选择端接至串联绕组同名端，升压模式选择端接至串联绕组异名端及公共绕组同名端，公共绕组异名端接电压输入侧零线、电压输出侧零线；串联绕组上设有包括同名端和异名端在内的N个分接头从而分出N个分接挡位，N为不小于2的自然数；各分接头均通过各自的挡位继电器接至电压输出侧相线，各分接头分别接一晶闸管阳极，晶闸管阴极共同经过临时供电通道继电器接至电压输出侧相线；所述的自动控制电路包括输入电压采样电路、输出电压采样电路、负载电流采样电路、微控制器及外围电路、继电器驱动电路、晶闸管驱动电路；输入电压采样电路采样设置于电压输入侧的电压互感器的电压信号并将其传送至微控制器，输出电压采样电路、负载电流采样电路分别采样设置于电压输出侧的电压互感器和电流互感器的电压信号和电流信号并将其传送至微控制器，继电器驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中各继电器的投切，完成分接挡位切换；晶闸管驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中的各晶闸管的投切，完成分接挡位切换过程中临时供电通路的搭建和切除，以确保不给用户造成停电。微控制器及外围电路，是自动控制电路的核心单元，AD采样电压、电流，判断输出侧电压是否在国家标准规定的范围内，如若不在，则采样、计算、比较输入侧电压和输出侧电压，通过内置算法计算出适合的切换挡位，然后向相关继电器和晶闸管发出投切信号命令，最终使用户侧(输出侧)电压保持在220V附近。旁路模式选择端经限压型电涌保护器接地。限压型电涌保护器用于对供电线路进行浪涌保护。串联绕组上设有包括同名端和异名端在内的四个分接头从而分出四个分接挡位，相邻两个分接挡位之间电压相差5％，四个分接挡位可实现-15％～+15％范围内的电压调节。所述的四个分接头分别接一挡位继电器，四个挡位继电器共同经第一电感、保护继电器接至电压输出侧相线；所述的四个分接头分别接一晶闸管阳极，四个晶闸管阴极共同经第二电感、临时供电通道继电器接至电压输出侧相线。四个晶闸管、第二电感、临时供电通道继电器用于从某一分接挡位切换到另一分接挡位过程中，搭建临时供电通路。第一电感和第二电感可以限制补偿器切换不同分接挡位过程中的线路涌流。当补偿器出现故障时，保护继电器和临时供电通道继电器在微控制器的控制下将所在线路切断，从而使补偿器脱离相线，确保安全。所述的旁路模式/工作模式选择继电器、降压模式/升压模式选择继电器采用单刀双掷磁保持继电器；所述的挡位继电器、保护继电器及临时供电通道继电器采用单刀单掷磁保持继电器。所述的自动控制电路还包括开关电源，开关电源的输入端接到输入侧供电线路上，开关电源的输出端接至微控制器及外围电路，为其提供直流电。所述的自动控制电路还包括与微控制器连接的按键及液晶显示电路。按键及液晶显示电路用于人机交互，按键配合液晶显示器用于提供补偿器工作状态、电压、电流等信息的查询和显示功能。本技术的显著特点是：利用晶闸管的快速导通特性，在调压换挡过程中用晶闸管搭建临时供电通道，确保不会因调压换挡而给用户造成短时停电，换挡结束后，临时供电通道会被切除，由磁保持继电器构建的通道来承担正常的供电任务。附图说明图1是本技术的补偿电压调节电路原理图；图2是本技术的自动控制电路原理图。具体实施方式以下对本技术的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节描述，在以下实施例中对属于公知的内容不再作详细描述。本技术针对380V/220V低压配电线路电压不合格问题，尤其是线路末端的低电压问题，设计了一种单相低压线路电压自动补偿器。该补偿器由补偿电压调节电路和自动控制电路两个功能单元组成。补偿电压调节电路的核心部件是一台自耦变压器T，共有四个调节挡位，可实现电压在-15％～+15％范围内调，该自耦变压器T的公共绕组的同名端通过两个单刀双掷磁保持继电器节接在输入侧相线上，异名端接在零线上，串联绕组同名端通过单刀单掷磁保持继电器接在输出侧(用户侧)相线上，异名端与公共绕组的同名端直接电气连接。当配电网络因各种原因造成用户侧电压波动并偏离国家标准规定的范围时，自动控制电路中的微控制器随即比较输入侧和输出侧的电压，根据综合比较结果，计算出投切适合挡位并投切相关继电器和晶闸管完成换挡，最终实现稳定电压波动范围的目的。为了进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：一种单相低压线路电压自动补偿器，包括补偿电压调节电路和自动控制电路；所述的补偿电压调节电路包括旁路模式/工作模式选择继电器K8、降压模式/升压模式选择继电器K7、单相自耦变压器T，单相自耦变压器T的绕组分为公共绕组和用于提供补偿电压的串联绕组，两个绕组的同名端一致；电压输入侧相线接至旁路模式/工作模式选择继电器K8，旁路模式选择端接至电压输出侧相线且旁路模式选择端经限压型电涌保护器FV接地。工作模式选择端接降压模式/升压模式选择继电器K7，降压模式选择端接至串联绕组同名端，升压模式选择端接至串联绕组异名端及公共绕组同名端，公共绕组异名端接电压输入侧零线、电压输出侧零线；串联绕组上设有包括同名端和异名端在内的四个分接头从而分出四个分接挡位，相邻两个分接挡位之间电压相差5％，四个分接挡位可实现-15％～+15％范围内的电压调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相低压线路电压自动补偿器，其特征在于：包括补偿电压调节电路和自动控制电路；所述的补偿电压调节电路包括旁路模式/工作模式选择继电器(K8)、降压模式/升压模式选择继电器(K7)、单相自耦变压器(T)，单相自耦变压器(T)的绕组分为公共绕组和用于提供补偿电压的串联绕组，两个绕组的同名端一致；电压输入侧相线接至旁路模式/工作模式选择继电器(K8)，旁路模式选择端接至电压输出侧相线，工作模式选择端接降压模式/升压模式选择继电器(K7)，降压模式选择端接至串联绕组同名端，升压模式选择端接至串联绕组异名端及公共绕组同名端，公共绕组异名端接电压输入侧零线、电压输出侧零线；串联绕组上设有包括同名端和异名端在内的N个分接头从而分出N个分接挡位，各分接头均通过各自的挡位继电器接至电压输出侧相线，各分接头分别接一晶闸管阳极，晶闸管阴极共同经过临时供电通道继电器(K6)接至电压输出侧相线；所述的自动控制电路包括输入电压采样电路、输出电压采样电路、负载电流采样电路、微控制器及外围电路、继电器驱动电路、晶闸管驱动电路；输入电压采样电路采样设置于电压输入侧的电压互感器(PT1)的电压信号并将其传送至微控制器，输出电压采样电路、负载电流采样电路分别采样设置于电压输出侧的电压互感器(PT2)和电流互感器(CT)的电压信号和电流信号并将其传送至微控制器，继电器驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中各继电器的投切，完成分接挡位切换；晶闸管驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中的各晶闸管的投切，完成分接挡位切换过程中临时供电通路的搭建和切除。...

【技术特征摘要】
1.一种单相低压线路电压自动补偿器，其特征在于：包括补偿电压调节电路和自动控制电路；所述的补偿电压调节电路包括旁路模式/工作模式选择继电器(K8)、降压模式/升压模式选择继电器(K7)、单相自耦变压器(T)，单相自耦变压器(T)的绕组分为公共绕组和用于提供补偿电压的串联绕组，两个绕组的同名端一致；电压输入侧相线接至旁路模式/工作模式选择继电器(K8)，旁路模式选择端接至电压输出侧相线，工作模式选择端接降压模式/升压模式选择继电器(K7)，降压模式选择端接至串联绕组同名端，升压模式选择端接至串联绕组异名端及公共绕组同名端，公共绕组异名端接电压输入侧零线、电压输出侧零线；串联绕组上设有包括同名端和异名端在内的N个分接头从而分出N个分接挡位，各分接头均通过各自的挡位继电器接至电压输出侧相线，各分接头分别接一晶闸管阳极，晶闸管阴极共同经过临时供电通道继电器(K6)接至电压输出侧相线；所述的自动控制电路包括输入电压采样电路、输出电压采样电路、负载电流采样电路、微控制器及外围电路、继电器驱动电路、晶闸管驱动电路；输入电压采样电路采样设置于电压输入侧的电压互感器(PT1)的电压信号并将其传送至微控制器，输出电压采样电路、负载电流采样电路分别采样设置于电压输出侧的电压互感器(PT2)和电流互感器(CT)的电压信号和电流信号并将其传送至微控制器，继电器驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中各继电器的投切，完成分接挡位切换；晶闸管驱动电路在微控制器的控制下，驱动补偿电压调节电路中的各晶闸管的投切，完成分接挡位切换过程中临时供电通路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝云，傅春明，刘鼎立，张猛，
申请(专利权)人：山东电工电气集团新能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37