一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低壓供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)村配網(wǎng)供電技術(shù)領(lǐng)域中，在臺區(qū)線路末端往往存在低電壓的情況，通常到線路末端電壓已經(jīng)低于合格電壓198V，在農(nóng)村偏遠的山村地區(qū)甚至出現(xiàn)電壓低于165V以下的“低電壓死角”，采取何種措施解決當前的低電壓問題已經(jīng)迫在眉睫。
[0003]目前已有一些低電壓提升裝置，用于低電壓治理，提高供電質(zhì)量，但在實際運行中還仍有不足之處。本發(fā)明一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)與現(xiàn)有的一些低電壓提升裝置對比，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，如下所述:
本發(fā)明與專利CN103606927A進行對比:
1) CN103606927A采用單刀單擲型交流接觸器作為投切開關(guān)，自耦變壓器作為升壓單元，需要配置相應(yīng)的穩(wěn)壓逆變管理器來保障交流接觸器的可靠供電，不僅增加裝置重量，且成本也將增加。而本發(fā)明采用的是磁保持繼電器作為切換隔離變壓器的抽頭的投切開關(guān)，隔離變壓器作為升壓單元，使得裝置成本低，重量輕。
[0004]2)CN103606927A中所述的單相調(diào)壓控制器，是用于采集線路電壓、電流信息，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理并發(fā)出相應(yīng)的控制指令。而本發(fā)明采用智能控制切換單元，創(chuàng)新性的將數(shù)據(jù)采集、計算、處理、控制、開關(guān)動作結(jié)合于一體，不僅可以采集線路電壓、電流信息進行數(shù)據(jù)處理及發(fā)出控制指令，還將一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器，一個單刀單擲普通型交流接觸器以及繼電器作為投切開關(guān)集成一體，有效減小裝置的體積及重量，同時降低成本。
[0005]本發(fā)明與專利CN103683298A進行對比:
專利CN103683298A所述的一種低壓智能調(diào)壓器，包括變壓器、電壓檢測控制裝置、升壓斷路器和旁路斷路器，也是用于提升線路低電壓。而本發(fā)明單相智能調(diào)壓器、安卓系統(tǒng)手持終端及后臺主站構(gòu)成的含數(shù)據(jù)監(jiān)測、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)控制等一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)線路升壓功能，同時安卓系統(tǒng)手持終端與后臺主站的配合使用，不僅能夠極大的方便現(xiàn)場安裝人員的調(diào)試，而且能夠滿足供電局實現(xiàn)足不出戶即可關(guān)注設(shè)備運行工況及現(xiàn)場線路電壓質(zhì)量，為供電公司提供智能化信息管理，提升供電企業(yè)形象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)。采用智能化控制方式，實現(xiàn)用戶端自動保持輸出電壓穩(wěn)定，可以在-10%~+7%的合格電壓范圍內(nèi)，能夠有效解決因臺區(qū)供電半徑過長引起的末端低電壓問題，也能夠解決季節(jié)及階段性集中用電造成的電壓波動問題，提高臺區(qū)電壓質(zhì)量，保證居民用戶可靠用電。
[0007]本發(fā)明所述目的是這樣實現(xiàn)的，所述的一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)，包括單相智能調(diào)壓器和單相線路上的火線L、零線N，其特征在于:所述的單相智能調(diào)壓器包含塑殼斷路器、電流互感器、智能控制切換單元、電力電容器和(l~n)個抽頭隔離變壓器，其中η為自然數(shù)，所述的智能控制切換單元包含主控MCU、單相交流電壓電流采集模塊、開關(guān)動作單元、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源模塊、無線通訊模塊，所述的單相交流電壓電流采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線通訊模塊、電源模塊、開關(guān)動作單元分別與主控MCU連接，所述的開關(guān)動作單元是由一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器、(1~N)個繼電器以及(1~N)個備用繼電器組合而成，所述的每個繼電器與一個備用繼電器串聯(lián)后與一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器并聯(lián)；所述的無線通訊模塊包含GPRS無線通訊模塊和WIFI無線通訊模塊。
[0008]所述的單相智能調(diào)壓器中的單刀雙擲互鎖型交流接觸器是用于單相智能調(diào)壓器在檔位切換及旁路切換時，保證可靠供電不會出現(xiàn)設(shè)備后端用戶側(cè)的短時掉電情況；所述單刀單擲普通型交流接觸器是做為一種保護開關(guān)使用，單相智能調(diào)壓器正常供電時，該交流接觸器處于正常閉合狀態(tài)，當單刀雙擲互鎖型交流接觸器出現(xiàn)故障時，單刀單擲普通型交流接觸器可靠斷開，保護單相智能調(diào)壓器的正常運行；所述的(1~N)個繼電器以及(1~N)個備用繼電器是做為切換(l~n)個抽頭隔離變壓器線圈繞組的投切開關(guān)使用，N為自然數(shù)，單相智能調(diào)壓器在正常狀態(tài)下工作時，(1~N)個備用繼電器將正常處于閉合狀態(tài)，(1~N)個繼電器將接收主控MCU發(fā)出的控制指令，改變(l~n)個抽頭隔離變壓器線圈繞組的接入方式，實現(xiàn)單相智能調(diào)壓器后端用戶的升壓及降壓功能；當(1~N)個繼電器出現(xiàn)故障無法進行正常分斷時，主控MCU將發(fā)出控制指令，控制(1-N)個備用繼電器的正常分斷，實現(xiàn)保護功能。
[0009]所述的單刀雙擲互鎖型交流接觸器由接點與另一接點組合構(gòu)成，當接點閉合時，另一接點斷開，當另一接點閉合時，接點斷開，能夠滿足在檔位切換過程中，保證單相智能調(diào)壓器后端用戶不斷電；單刀單擲普通型交流接觸器，是做為保護開關(guān)使用；所述的繼電器有第1繼電器、第2繼電器、第3繼電器、第4繼電器、第5繼電器和第6繼電器，做為切換(l~n)個抽頭隔離變壓器線圈繞組的接入方式的投切開關(guān)；所述的備用繼電器有第1備用繼電器、第2備用繼電器、第3備用繼電器、第4備用繼電器、第5備用繼電器和第6備用繼電器，做為保護開關(guān)使用，單相智能調(diào)壓器通過接收智能控制切換單元發(fā)出控制指令，能合理對一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器、六個繼電器以及六個備用繼電器進行開啟與關(guān)閉動作，用于改變隔離變壓器的抽頭接入方式，實現(xiàn)單相智能調(diào)壓器在用戶端自動保持輸出電壓穩(wěn)定，電壓可以穩(wěn)定在-10°/『+7%以內(nèi)。
[0010]所述隔離變壓器有η個抽頭，其中η為自然數(shù)，其η個抽頭中的中間抽頭到一端抽頭中，能抽出Ν個分接頭，同時備有對應(yīng)的(1~Ν)個繼電器，分別為第XI繼電器、第Χ2繼電器，……，第ΧΝ繼電器，以及備有對應(yīng)的(1~Ν)個備用繼電器，分別為第ΧΓ備用繼電器、第Χ2’備用繼電器，……，第ΧΝ’備用繼電器，其中Ν’為自然數(shù)；從中間抽頭到另一端抽頭中，抽出有另一 Ν個分接頭，同時備有對應(yīng)的(1~Ν)個繼電器，分別為第Υ1繼電器、第Υ2繼電器，……，第ΥΝ繼電器，以及備有對應(yīng)的個備用繼電器，分別為第Υ1’備用繼電器、第Υ2’備用繼電器，……，第ΥΝ’備用繼電器，其中Ν’為自然數(shù)；所有備用繼電器在單相智能調(diào)壓器正常工作時，都處于閉合狀態(tài)；其中當?shù)赬I繼電器、第Χ2繼電器，……，第ΧΝ繼電器中的任意一個奇數(shù)編號的繼電器閉合，第Υ1繼電器、第Υ2繼電器，……，第ΥΝ繼電器中的任意一個偶數(shù)編號的繼電器閉合，此時(1~η)個抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實現(xiàn)升壓功能；其中當?shù)赬I繼電器、第Χ2繼電器，……，第ΧΝ繼電器中的任意一個偶數(shù)編號的繼電器閉合，第Y1繼電器、第Y2繼電器，……，第ΥΝ繼電器中的任意一個奇數(shù)編號的繼電器閉合，此時(1~η)個抽頭隔離變壓器分接頭接入后，改變線圈接入方式，線路將實現(xiàn)降壓功能。
[0011]所述的一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)，1)當智能控制切換單元監(jiān)測單相線路為低電壓時，經(jīng)與基準電壓分析比較，發(fā)出相應(yīng)控制指令，使得第1繼電器、第5繼電器閉合，第2繼電器、第3繼電器、第4繼電器、第6繼電器斷開，最終在閉合單刀雙擲互鎖型交流接觸器的接點時，自動斷開另一接點，此時單相智能調(diào)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)升壓，其中所述的升壓比例還可根據(jù)客戶需求進行定制，如5%、10%、20%、30%等均可；或者第3繼電器、第5繼電器閉合，第1繼電器、第2繼電器、第4繼電器、第6繼電器斷開，最終在閉合單刀雙擲互鎖型交流接觸器的另一接點時，自動斷開接點，此時線圈接入方式改變，單相智能調(diào)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)升壓，其中所述的升壓比例還可根據(jù)客戶需求進行定制，如5%、10%、20%、30%等均可；2)當智能控制切換單元監(jiān)測單相線路為高電壓時，經(jīng)與基準電壓分析比較，發(fā)出相應(yīng)控制指令，使得第2繼電器、第6繼電器閉合，第1繼電器、第3繼電器、第4繼電器、第5繼電器斷開，最終在閉合單刀雙擲互鎖型交流接觸器的另一接點時，自動斷開接點，此時單相智能調(diào)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)降壓，其中所述的降壓比例還可根據(jù)客戶需求進行定制，如5%、10%、20%、30%等均可；或者第4繼電器、第6繼電器閉合，第1繼電器、第2繼電器、第3繼電器、第5繼電器斷開，最終在閉合單刀雙擲互鎖型交流接觸器的另一接點時，自動斷開接點，此時線圈接入方式改變，單相智能調(diào)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)降壓，其中所述的降壓比例還可根據(jù)客戶需求進行定制，如5%、10%、20%、30%等均可；單刀單擲普通型交流接觸器以及第1備用繼電器、第2備用繼電器、第3備用繼電器、第4備用繼電器、第5備用繼電器、第6備用繼電器在單相智能調(diào)壓器正常供電工作下，處于閉合狀態(tài)；當單刀雙擲互鎖型交流接觸器出現(xiàn)故障時，單刀單擲普通型交流接觸器將及時分斷，保護單相智能調(diào)壓器使用壽命；當?shù)?繼電器、第2繼電器、第3繼電器、第4繼電器、第5繼電器、第6繼電器中的某一路出現(xiàn)故障無法分斷時，相應(yīng)通路上的第1備用繼電器、第2備用繼電器、第3備用繼電器、第4備用繼電器、第5備用繼電器、第6備用繼電器也相應(yīng)及時分斷，保護隔離變壓器不受損壞。
[0012]本發(fā)明所述的一種低壓智能調(diào)壓穩(wěn)壓系統(tǒng)的調(diào)壓方法，包括如下步驟:單相線路上的火線L、零線Ν接入智能控制切換單元的單相交流電壓電流采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計量芯片對通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號處理電路調(diào)理成電能計量芯片可用的信號做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計算，獲得單相線路無功需量及電壓偏低或偏高信息，再通過SPI通信總線將單相線路的無功需量及電壓偏低或偏高信息定時傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計算出合適的調(diào)整策略，當線路需要進行無功補償時，控制電力電容器的投入；當單相線路存在低電壓或者電壓太高時，控制一個單刀雙擲互鎖型交流接觸器、一個單刀單擲普通型交流接觸器、(1~Ν)個繼電器以及(1~Ν)個備用繼電器的開合閘，改變(1~η)個抽頭隔離變壓器的繞組