[發明專利]系統節電優化電能自動調節電壓穩壓設備及其設備組

在審

• 申請號: 201410380729.6
• 申請日: 2014-08-04
• 公開（公告）號: CN104124691A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 朱克祥;朱曉云;黃協良
• 申請（專利權）人: 朱曉云;上海寧邦電氣有限公司;黃協良
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本申請要求申請號為201310363892.7，申請日為2013年8月20日的專利“一種系統節電優化電能自動調節電壓穩壓設備”的優先權

技術領域

本發明涉及一種系統節電優化電能調壓穩壓裝置。

背景技術

現有的穩壓裝置、電壓補償裝置或者說電壓控制裝置由串聯繞組和分路繞組構成，由同一鐵芯纏繞而成，裝有多個單繞組的變壓器、其分路繞組中設有分接頭，可以通過電力電子功率器件和繼電器對任意電壓進行切換，進而達到電壓的轉變。就像這樣的例子，眾所周知在現行的穩壓裝置中。在耗電結構中，切斷分接頭的時候由于殘留的電磁能量的釋放、會導致大量的沖擊電流流出，同時在連接分接頭時的瞬間也會產生大量浪涌電壓。為防止產生的過大電流和高強電壓對電力電子功率器件造成破壞而需采用耐高壓電力電子功率器件，這樣便增加了成本。

尤其是，在原來的構造中，在打開分接頭時，由于會受到不平衡負荷的影響，變壓器的相平衡性被破壞，可能會使輸入輸出電壓變為異常高壓、導致危險發生。

在現行的穩壓裝置中，雖然為了保持相電壓的平衡，進行了繞組的交替組合，采用繞組互相纏繞的排列組合的方式，但將中性線與變壓器內的繞組放在一起后，向一方流入的過大電流會產生對變壓器自身造成損傷的危險，所以不采用將中性線放在一起的方式，在暢通的情況下，只實行電壓轉換。

現行穩壓裝置中的分路繞組和串聯繞組都是分別由一個個鐵芯纏繞而成。因此，如前所述，將兩者在同一鐵芯纏繞時后，其產生的沖擊電壓和沖擊電流之間將不會發生相間不平衡的問題。但是，分路繞組的構造為多繞組構造，用VA表示的分路繞組容量增加的同時，其容積也都會變大。尤其是分路繞組如果是多繞組構造，這種多繞組構造會使得變換效率低下、空載電流和負荷損失將增大、回路電力損失也將達到整體的5～10％。這樣本想通過控制電壓達到穩壓目的的裝置就違反了原本的目的。并且，在現行的穩壓裝置的分路繞組中，由于在2次側設有多數的單個繞組裝置，為了更換繞組而使電力電子功率器件的數量增多，從而使控制操作復雜化。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何更安全、有效地實現電壓的穩壓與補償。

為了解決這一技術問題，本發明提供了一種系統節電優化電能自動調節電壓穩壓設備，其包括相線輸入端、相線輸出端以及零線端，還包括并聯繞組、調壓繞組、串聯繞組、分路繞組、第一組電力電子功率器件、第二組電力電子功率器件及PLC電子控制系統；

所述串聯繞組一端為相線輸入端，其與所述并聯繞組的首端連接，另一端為相線輸出端；所述并聯繞組的末端與所述零線端相接；

所述分路繞組與所述串聯繞組共用一個鐵芯，所述分路繞組的兩端分別設有第一端接頭和第二端接頭，所述第一組電力電子功率器件包括兩個第一電力電子功率器件，所述第一端接頭與所述兩個第一電力電子功率器件的并聯一端連接，所述兩個第一電力電子功率器件的另一端分別連接所述調壓繞組的首端與末端；

所述第二組電力電子功率器件包括若干第二電力電子功率器件，所述調壓繞組的若干抽頭分別與所述若干第二電力電子功率器件的一端連接，所述各第二電力電子功率器件的另一端并聯后與所述分路繞組的第二端接頭連接；

所述PLC電子控制系統用以控制所述第一組電力電子功率器件、第二組電力電子功率器件的通斷以及通過所述第二組電力電子功率器件組選擇性導通實現對調壓繞組電流方向的控制，最終實現所述相線輸出端電壓值的升降控制。

優選的，所述第一電力電子功率器件和第二電力電子功率器件均由所述PLC電子控制系統控制，通過開關動作完成通過其中的電流的通斷，其控制方式為電壓過零導通，電流自然過零關斷。

優選的，在關斷的過程中所述PLC電子控制系統自動瞬時斷開所有第一電力電子功率器件和第二電力電子功率器件的觸發電路，待其所有第一電力電子功率器件和第二電力電子功率器件的電流自然過零關斷后，再根據需要向應當過零導通的電力電子功率器件送觸發信號。

優選的，通過分別導通兩個所述第一電力電子功率器件實現所述調壓繞組兩種不同的電流方向選擇，進而通過導通不同數量的所述第二電力電子功率器件實現相線輸出端電壓的調節。

優選的，所述PLC電子控制系統根據預設的基準電壓自動調節所述輸出端相線的電壓值。

優選的，所述分路繞組兩端并聯加裝了電壓互感器與第一斷路器，所述第一斷路器與所述PLC電子控制系統連接，所述并聯繞組與一個第二斷路器串聯，所述第一斷路器與第二斷路器均與所述PLC電子控制系統連接。