补偿变压器式调压方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种补偿变压器式调压方法和装置，其中装置包括补偿变压器组、复合开关和系统控制器；所述补偿变压器组以串联的方式连接在电源与负载之间，其中每个补偿变压器的高压绕组的每个端子由两个复合开关交替控制；所述复合开关的投切状态由所述系统控制器来控制；所述系统控制器根据负载的输出电压和用户输入的期望电压确定所述复合开关的投切组合，并根据所述投切组合向所述复合开关发送投切信号。本发明专利技术还提供了一种补偿变压器式调压方法。本发明专利技术可以消除调压装置在开关投切过程中产生的过电压冲击，有效地减少导通损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流调压技术，尤其涉及一种补偿变压器式调压方法和装置。
技术介绍
在包括单相220v线3各和三相38Ov线i 各的^氐压配电网中，由于电网波动 及负载投切频繁等原因，导致电压存在波动。如杲负载电压过高，则导致损 耗增加，且会对负载绝缘产生影响，如电机、灯具等负载；如果负载电压过 低，则可能导致某些负载无法正常工作。当负载工作在额定电压以下时，可 以产生节电的效果。因此，为了达到保护电器、降低损耗的目的，需要对配 电网中的线路电压进行调节。压，其它的调压方法主要包括晶闸管相控调压式调压方法、电感调压式调压 方法、自藕绕组抽头式调压方法和电压补偿式调压方法。其中，晶闸管相控 调压式调压方法利用晶闸管的相控原理，通过控制导通角的大小，将供电输 入电压的正弦波电压正负对称地切去一部分，从而降4氐了施加在照明电源上 的电压平均值，达到节能的效果。电感调压式调压方法则在线路中串入电抗 器，通过调节电抗值来实现降压，其包括有级调节和无级调节，有级调节通 过控制接在各抽头的接触器的通断来实现，而无级调节则利用伺服电机带动 电刷移动动触头来实现输出电压的连续。自藕绕组抽头式调压方法采用一台 带有多个抽头的自耦变压器，自耦变压器与配电变压器副绕组并联，通过调 节抽头来实现调压。电压补偿式调压方法是在负载线路中串入一反电势，通 过调节该反电势幅值实现调压，补偿用的反电势通过补偿变压器获得，该变 压器低压侧串入负载线路，高压侧与电源并联，通过调节高压侧电压实现调压，为了实现多级调节，可以接入多只补偿变压器。然而，上述调压方法均存在一定的弊端，晶闸管相控调压式调压方法的 输出电压存在畸变、谐波大，且不适用于有容性补偿负载。电感调压式调压 方法的不足是其体积、重量大，需要多组接触器或电机拖动机构，增加无功 消耗。自藕绕组抽头式调压方法的切换过程需要严格控制，不能使负载开路， 抽头也不能短路，且实现抽头可靠投切比较困难，存在调节冲击。而电压补 偿式调压方法的投切开关采用接触器时，在开关投切过程中存在很高的冲击 电压，投切开关采用晶闸管时，则存在导通损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种补偿变压器式调压方法和装置，消除开关切 换时产生的电压沖击，减少导通损耗。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种补偿变压器式调压装置，包括补偿电压器组、复合开关和系统控制器；所述补偿变压器组以串联的方式连接在电源与负载之间，其中每个补偿 变压器的高压绕组的每个端子由两个复合开关交替控制；所述复合开关的投切状态由所述系统控制器来控制； 所述系统控制器根据负载的输出电压和用户输入的期望电压确定所述复 合开关的投切组合，并根据所述投切组合向所述复合开关发送投切信号。 本专利技术还提供了一种补偿变压器式调压方法，包括 系统控制器根据确定的复合开关的投切组合向所述复合开关发送投切信—， 复合开关的微处理器根据检测到的开关状态、所述投切信号和预设的投 切时序控制所述复合开关的投切状态；所述复合开关的微处理器根据所述复合开关的投切状态调节所述负载的车lr出电压。本专利技术提供的一种补偿变压器式调压方法和装置，通过系统控制器对符 合开关的投切组合进行控制，由复合开关的投切组合来控制补偿变压器组中 各变压器的副边绕组电压极性，同时，系统控制器根据开关端电压检测电路 返回的开关状态信号来向复合开关发送投切信号，并利用预设的投切时序来 对复合开关的投切过程进行控制，该调压装置结构简单、成本低、运行可靠， 可以消除调压装置在开关投切过程中产生的电压冲击，有效地减少导通损耗， 实现无沖击、无导通损^^的补偿式调压。附图说明图1为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例的结构示意图2为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例中复合开关的结构示意图3为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例中开关检测电路的结构示意图4为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例中的投切时序示意图； 图5为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例中的三相四线式调压装置的 结构示意图6为本专利技术补偿变压器式调压方法实施例的流程图。 具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 图1为本专利技术补偿变压器式调压装置实施例的结构示意图，如图1所示， 本实施例提供了一种补偿变压器式调压装置，该补偿变压器式调压装置可以 分为主回路和系统控制器两部分，主回路经空气开关QF1连接到电源端子L 和N。主回路中可以包括由补偿变压器Tl、 T2和T3构成的补偿电压器组、 由复合开关Fll、 F12、 F13、 F14、 F21、 F22、 F23、 F24、 F31、 F32、 F33和 F34构成的开关阵列。其中，补偿变压器组以串联的方式连接在电源端子L、负载丄。和N之间，复合开关F11-F34分为Fll-F14、 F21-F24和F31-F34三 组，分别构成三个H桥电路，其中三个补偿变压器T1、 T2和T3的高压绕组 (也称原边)的两个端子分别连接在三个H桥电路的中间接点，并且分别并 联补偿电容器RC1、 RC2和RC3，避免补偿变压器的原边出现开路。其中，每 个补偿变压器的每个端子由两个复合开关来交替控制，在图1中，补偿变压 器Tl的原边的正极性端子由复合开关F13和F14来交替控制，补偿变压器 Tl的原边的负极性端子由复合开关Fll和F12来交替控制。复合开关中对应 于补偿变压器的一个端子的两个复合开关中只能有一个复合开关处于闭合状 态，以对应于补偿变压器Tl的原边的正极性端子的复合开关F13和F14为例， 其中只能有一个复合开关F13或F14处于闭合状态。以补偿变压器Tl为例来说明具体的调压原理，当复合开关Fll和F14闭 合时，补偿变压器T1的副边电压与电源电压顺极性，与电源电压叠加，则使 得负载丄。的输出电压C/。增加；当复合开关F12和F13闭合时，补偿变压器 Tl的副边电压与电源电压逆极性，即极性相斥，则使得负载丄。的输出电压t/。 减小。其中，负载丄。的输出电压t/。增加或减小的幅度取决于补偿变压器的变 比设计，而补偿变压器组中补偿变压器的个数和每个补偿变压器的变比根据 最大调节电压容量范围和最小调节电压等级来确定。假设额定电压为t^，系 统的最大调节电压容量范围为尸，，则系统的最大调节电压差t/皿为如下公式(1)所示<formula>formula see original document page 7</formula>假设系统的最小调节电压等级为C/min,该最小调节电压等级为最小容量的补偿变压器所对应的最小输出电压，由此可得到最小调节电压比例P^如下公式(2)所示<formula>formula see original document page 7</formula>贝'J假设补偿变压器组中包含的补偿变压器的个数为n,k表示补偿变压器相当于最小补偿变压器容量的倍数，则得到如下公式(3)所示的关系 ^ + ^ +…+ 、-P應/P画 (3)其中，A:,;f/尸min, f =R/^， "1，2,…,"，^为第i个补偿变压器相当 于最小补偿变压器容量的倍数，^为第i个补偿变压器原边施加额定电压时 的副边电压。假设最大调节电压容量范围/&本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿变压器式调压装置，其特征在于，包括补偿电压器组、复合开关和系统控制器；　所述补偿变压器组以串联的方式连接在电源与负载之间，其中每个补偿变压器的高压绕组的每个端子由两个复合开关交替控制；　所述复合开关的投切状态由所述系统控 制器来控制；　所述系统控制器根据负载的输出电压和用户输入的期望电压确定所述复合开关的投切组合，并根据所述投切组合向所述复合开关发送投切信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜海江，唐云峰，王文成，杨仁刚，赵凤展，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]