专利名称：一种交流输变电低压侧稳压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输变电技术领域，特别涉及ー种交流输变电低压侧稳压装置；利用自偶变压器的原理，在铁芯柱上设置相互串联的主回路线圈和调节线圈，通过对调节线圈抽头的控制对主回路线圈电压降进行调节，进而实现对用户电压的稳定控制。
背景技术：
上个世纪80年代，由于供电不足，输配电技术落后，电压波动很大，特别是往负方向波动大，用户为了保证设备的正常供电，作为380伏的終端用户，在输变电变压器的设计上通常采用三相400伏的标准输出，有的设计甚至更高。到了本世纪，随着技术的进步以及输送线路的改造，线路损耗大大的降低以及电カ供应充足，变压器源边电压稳定，但很多用户还保留原来设计思想，致使从输变电变压器到达用户用电设备后的电压偏高，超高的电压使用电设备的有功损耗和无功损耗大大增加，同时长时间运行在超额定电压状态下加快 了用电设备的老化，缩短了用电设备的使用寿命。为了要解决此问题，要改变原设计标准是不可行的，然而简单的在线路中使用电抗器降低电压，因其不可调不能适用动态的用电设备变化也是不可行，因此如何在输变电变压器低压侧实现ー种可动态调节电压，是人们迫切需要解决的问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供ー种交流输变电低压侧稳压装置，利用自偶变压器的原理，在铁芯柱上设置相互串联的主回路线圈和调节线圈，通过对调节线圈抽头的控制而对主回路线圈电压降进行调整，进而实现对用户电压的稳定控制。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是ー种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，所述自偶变压器式调压装置包括三柱式变压器铁芯，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱，A相铁芯柱绕有A相主回路线圈和A相电压调整线圈，B相铁芯柱绕有B相主回路线圈和B相电压调整线圈，C相鉄芯柱绕有C相主回路线圈和C相电压调整线圈；所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接；所述电磁平衡补偿线圈还通过补偿开关与电カ电容器并联；所述稳压控制电路包括三相电压传感器、三相电流传感器、A/D转换电路、微处理器和开关控制电路，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。所述电カ电容器是20微法的电カ电容器。—种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，所述自偶变压器式调压装置包括三柱式变压器铁芯、A相主回路线圈和A相电压调整线圈、B相主回路线圈和B相电压调整线圈、C相主回路线圈和C相电压调整线圈；三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱；所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈和第二主回路线圈，在A相铁芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈，在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相鉄芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；A相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相鉄芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相鉄芯柱 上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相鉄芯柱上；三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接；所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接；所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与电カ电容器并联；所述稳压控制电路包括三相电压传感器、三相电流传感器、A/D转换电路、微处理器和开关控制电路，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。所述电カ电容器是20微法的电カ电容器。所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2. 5至3. 5。本实用新型的有益效果是能使到用户端使用的电压稳定在设备最佳运行电压值上，电カ高次谐波分量得到抑制或消減，电源系统上的浪涌电压和电流，脉冲电压和电流的干扰得到消除，这些都使得电器设备寿命延长；此外在节省电力的同吋，減少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。
以下结合附图和实施例对本实用新型作ー详细描述。
图I为本实用新型实施例I结构原理示意图；图2为本实用新型实施例2结构原理示意图。
具体实施方式
实施例I :ー种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，參见图1，包括三柱式变压器铁芯1，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱1-1、B相铁芯柱1-2和C相铁芯柱1-3，A相铁芯柱绕有A相主回路线圈2和A相电压调整线圈3，B相铁芯柱绕有B相主回路线圈4和B相电压调整线圈5，C相铁芯柱绕有C相主回路线圈6和C相电压调整线圈7 ;所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端8与用电客户端9之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关10，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据用电客户端电压要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比。由于实施例中的变压器的三相线圈采用的是Y形连接，因此变压器中的三次谐波将会对线路产生干扰并且影响变压器的效率，因此所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈11，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接。为了解决由于用电客户端出现的三相电流不平衡个变压器带来的影响所述电磁平衡补偿线圈还通过开关12与ー个20微法的电カ电容器13并联。当出现电流不平衡时合 上开关，在三相电磁平衡补偿线圈中产生的负载电流平衡了变压器的三相磁通保证了变压器的最佳工作状态，同时当负载三相电流相对平衡时，开关断开避免不必要的用电负荷(虽然是电容负荷同样存在电磁磁阻的损耗)。所述稳压控制电路包括三相电压传感器14、三相电流传感器15、A/D转换电路16、微处理器17和开关控制电路18，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路19与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。实施例的调压原理是，利用自偶变压器原理，由于主回路线圈的匝数是固定的，又由于主回路线圈与电压调整线圈是串联的，通过改变A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的抽头位置，进而改变每ー相线圈的匝电压数值，因此也改变了主回路线圈的电感压降，进而实现了对用电客户端电压的调整。实施例2:本实施例是在实施例I的基础上进行的改进，本实施例中与实施例I相同的部分，请參照实施例I中公开的内容进行理解，实施例I公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。ー种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，參见图2，所述自偶变压器式调压装置包括三柱式变压器铁芯I、A相主回路线圈2和A相电压调整线圈3、B相主回路线圈4和B相电压调整线圈5、C相主回路线圈6和C相电压调整线圈7;三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱1-1、B相铁芯柱1-2和C相铁芯柱1-3 ;所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈2-1和第二主回路线圈2-2，在A相鉄芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈，在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相鉄芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；A相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相鉄芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相鉄芯柱上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相鉄芯柱上；三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端8与用电客户端9之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关10，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述多路选择开关根据电户端电压稳定要求通过多个抽头改变主回路线圈与电压调整线圈的匝数比；所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈11，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接。所述电磁平衡补偿线圈还通过开关12与ー个20微法的电カ电容器13并联。所述稳压控制电路包括三相电压传感器14、三相电流传感器15、A/D转换电路16、微处理器17和开关控制电路18，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路19与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。将主回路线圈在不同相的铁芯柱上分別绕制连接对于三相电压的平衡有着明显的效果，实施例中所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2. 5至3. 5，其最佳的·匝数比是3，再次匝数比下配合下面的电磁平衡补偿线圈可以有最佳的平衡效果。实施例I和实施例2是ー种输入电压38(T420VAC，输出电压380V±2%，输出功率50KVA的实施例，其中的电压互感器选用宇波模块的CHV-400VS型闭环霍尔电压传感器；其测量频率为(Γ20ΚΗζ，响应时间为2(Γ200 μ S，线性度O. 1%，原边电压与副边输出信号高度隔离，无测量插入损耗。电流互感器选用宇波模块的CHB-100SF型闭环霍尔电流传感器。其线性度0.1%，原边电压与副边输出信号高度隔离，无测量插入损耗。电源电压±12 15V，额定电流为100A，测量范围-150A-+150A，输出额定电流100mA。其中的微处理器至少应该具有6条I/O线和串行接ロ，并且具有一定的运算能力和读取速度，以满足电压、电流信号的采样和处理。同时还要兼顾稳定性和可靠性的要求，因此选用较成熟的80C51系列单片机。由于对实时性和数据的精度要求不是特别的高，因此使用多路模拟开关⑶4051和AD574实现信号的采样。考虑到干扰的影响，AD转换输出通过光耦电路和微处理器隔离，光耦芯片选择HCPL-2530。多路选择开关可和补偿开关可以选用可控硅实现，也可以采用继电器组合实现，使用可控硅可以实现无触点开关，使用继电器更多的动作不便于频繁动作，更适合于人工控制。上述实施例中的主回路线圈除了作为主回路的电压调整压降外，其还有作为电感的作用，对提高电网的抗大电流冲击有很好的抑制作用，通过及时调整电压相应变化档位，达到控制三相不平衡率，减少电网损耗，抑制高次谐波，減少启动电流的目的，综合节电效果达到15%以上。能使电压稳定在设备最佳运行电压值上。并对电力高次谐波分量得到抑制或消减，对电源系统上的浪涌电压和电流、脉冲电压和电流的干扰得到消除，这些都使得电器设备寿命延长。此外在节省电力的同吋，減少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。电磁平衡补偿线圈是以闭合三角形结线接法这样可使到各相电磁平衡来取得输出电压的基本対称.从而消除各相不对称中的负序分量和零序分量，也收到消除三次的电カ高次谐波分量效能使节电效果更为显著。
权利要求1.ー种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，所述自偶变压器式调压装置包括三柱式变压器铁芯，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱，其特征在于，所述A相铁芯柱绕有A相主回路线圈和A相电压调整线圈，B相铁芯柱绕有B相主回路线圈和B相电压调整线圈，C相鉄芯柱绕有C相主回路线圈和C相电压调整线圈；所述主回路线圈和电压调整线圈绕向相同并且相互串联，三相铁芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相铁芯柱、B相铁芯柱和C相铁芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接，所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接；所述电磁平衡补偿线圈还通过补偿开关与电カ电容器并联； 所述稳压控制电路包括三相电压传感器、三相电流传感器、A/D转换电路、微处理器和开关控制电路，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。
2.根据权利要求I所述的ー种交流输变电低压侧稳压装置，其特征在于，所述电カ电容器是20微法的电カ电容器。
3.ー种交流输变电低压侧稳压装置，包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，所述自偶变压器式调压装置包括三柱式变压器铁芯、A相主回路线圈和A相电压调整线圈、B相主回路线圈和B相电压调整线圈、C相主回路线圈和C相电压调整线圈；三相各自主回路线圈和各自电压调整线圈相互串联，所述变压器铁芯的三个柱分别是针对三相输变电源的A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱；其特征在于，所述主回路线圈是串联的第一主回路线圈和第二主回路线圈，在A相鉄芯柱绕有A相第一主回路线圈和与A相第一主回路线圈绕向相同的A相电压调整线圈,在B相铁芯柱绕有B相第一主回路线圈和与B相第一主回路线圈绕向相同的B相电压调整线圈，在C相鉄芯柱绕有C相第一主回路线圈和与C相第一主回路线圈绕向相同的C相电压调整线圈；Α相第二主回路线圈与A相第一主回路线圈绕向相反设置在B相铁芯柱上，B相第二主回路线圈与B相第一主回路线圈绕向相反设置在C相鉄芯柱上，C相第二主回路线圈与C相第一主回路线圈绕向相反设置在A相鉄芯柱上；三相鉄芯柱上的所述主回路线圈串接在输变电变压器的输出端与用电客户端之间，所述电压调整线圈设有多个抽头，A相鉄芯柱、B相鉄芯柱和C相鉄芯柱上的电压调整线圈的多个抽头分别连接至多路选择开关，并由抽头实现三相主回路线圈和电压调整线圈的Y形连接；所述三个铁芯柱上还分别绕有电磁平衡补偿线圈，三相电磁平衡补偿线圈呈Λ形连接；所述电磁平衡补偿线圈还通过开关与电カ电容器并联； 所述稳压控制电路包括三相电压传感器、三相电流传感器、A/D转换电路、微处理器和开关控制电路，所述三相电压传感器、三相电流传感器连接在主回路线圈到用电客户端的线路上，三相电压传感器和三相电流传感器的信号输出连接A/D转换电路，A/D转换电路通过光电隔离电路与微处理器的数据输入接ロ电路连接，微处理器的数据输出通过开关控制电路控制所述多路选择开关和补偿开关。
4.根据权利要求3所述的ー种交流输变电低压侧稳压装置，其特征在于，所述电カ电容器是20微法的电カ电容器。
5.根据权利要求3所述的ー种交流输变电低压侧稳压装置，其特征在于，所述第一主回路线圈和第二主回路线圈的匝数比是2. 5至3. 5。
专利摘要本实用新型涉及一种交流输变电低压侧稳压装置，所述交流输变电低压侧稳压装置包括自偶变压器式调压装置和稳压控制电路，本实用新型使用户端的电压稳定在设备最佳运行电压值上，电力高次谐波分量得到有效的抑制或消减，电源系统上的浪涌电压和浪涌电流、脉冲电压和脉冲电流的干扰得到消除，使得电器设备寿命延长；本实用新型在节省电力的同时,减少了供电变压器的负担，使变压器运行容量裕度加大。
文档编号H02M5/12GK202634290SQ20122016629
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者姚杰, 王学岭, 白鸥 申请人:北京厚优节电技术有限公司