本發(fā)明涉一種調(diào)壓器，特別涉及一種調(diào)壓器及包含所述調(diào)壓器的調(diào)壓電路。

背景技術(shù)：

電壓不穩(wěn)定主要表現(xiàn)在電壓偏差和電壓波動兩個方面。電壓偏差是在某一時段內(nèi)，實際電壓幅值“緩慢”變化而偏離了額定電壓，偏差是穩(wěn)態(tài)的，就是我們常說的電壓偏高或偏低。電壓偏差的大小，主要取決于電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式、線路阻抗及有功負(fù)荷和無功負(fù)荷的變化。電壓偏差主要體現(xiàn)在用電設(shè)備所處的位置及運(yùn)行的時間，如線路末端電壓偏低，后夜電壓偏高等。

傳統(tǒng)的改善電壓偏差措施：1是正確選擇變壓器的變壓比和電壓分接頭；2是合理減少線路阻抗；3是提高功率因數(shù)，進(jìn)行合理的無功補(bǔ)償，并根據(jù)電壓與負(fù)荷變化自動接切無功補(bǔ)償設(shè)備容量；4是按照電力系統(tǒng)分布，及時調(diào)整運(yùn)行方式；5是采取用載調(diào)壓手段，如選用有載調(diào)壓變壓器等。

電壓波動是在某一時段內(nèi)，實際電壓幅值急劇變化而偏離了額定電壓，偏差是動態(tài)的，就是我們所說的電壓忽高忽低。電壓波動主要是由大型用電設(shè)備負(fù)荷快速變化引起的沖擊性負(fù)荷造成的，如軋鋼機(jī)咬鋼、起重機(jī)提升啟動、電弧爐熔化期發(fā)生工作短路、電弧焊機(jī)引弧、電氣機(jī)車啟動或爬坡等都有沖擊負(fù)荷產(chǎn)生。電壓波動的大小，主要取決于電壓波動的頻度、波動量的大小及工作場所對電壓質(zhì)量的要求等。

傳統(tǒng)的抑制電壓波動的措施如下：1是增加供電系統(tǒng)容量，即更換大容量的變壓器，或由大的電網(wǎng)來承擔(dān)供電任務(wù)；2是提高供電電壓等級；3是采用專用變壓器和專線供電；4是改進(jìn)生產(chǎn)工藝及操作水平；5是采用專用穩(wěn)壓設(shè)備等。

以上傳統(tǒng)的方法具有成本高、技術(shù)難度大或者效果不穩(wěn)定等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種成本低、穩(wěn)壓效果好的調(diào)壓器，并提供一種包含所述調(diào)壓器的調(diào)壓電路。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：一種調(diào)壓器，串聯(lián)變壓器、調(diào)整變壓器、開關(guān)模塊、電流檢測電路、電壓檢測電路和控制電路，所述串聯(lián)變壓器位于電源側(cè)，調(diào)整變壓器位于負(fù)載側(cè)，調(diào)整變壓器的次級繞組包括第一繞組和第二繞組，第一繞組的一端引出第一抽頭，第一繞組的另一端與第二繞組的一端相連并引出第二抽頭，第二繞組的另一端引出第三抽頭，所述開關(guān)模塊包括第一至第六晶閘管，其中第一至第六晶閘管的基極都與控制電路的輸出端相連，第一、第三、第五晶閘管的集電極都連接在一起并與串聯(lián)變壓器初級繞組的一個抽頭相連，第一、第三、第五晶閘管的發(fā)射極分別與第二、第四、第六晶閘管的集電極相連，第二、第四、第六晶閘管的發(fā)射極都連接在一起并與串聯(lián)變壓器初級繞組的另一個抽頭相連，調(diào)整變壓器次級繞組的第一、第二、第三抽頭分別與第一、第三、第五晶閘管的發(fā)射極相連，電流檢測電路、電壓檢測電路采集電源側(cè)電壓和電流信號并送入控制電路。

上述調(diào)壓器中，所述第一、第三、第五晶閘管的集電極與串聯(lián)變壓器初級繞組的一個抽頭之間設(shè)有電流繼電器。

上述調(diào)壓器中，所述第一、第三、第五晶閘管的集電極與電流繼電器之間均設(shè)有熔斷器。

上述調(diào)壓器中，所述串聯(lián)變壓器初級繞組的兩個抽頭之間設(shè)有限流電抗器和保護(hù)開關(guān)。

上述調(diào)壓器中，所述第一繞組為10V繞組，第二繞組為20V繞組，所述串聯(lián)變壓器為1:1的串聯(lián)變壓器，調(diào)整變壓器為200:30的調(diào)整變壓器。

一種調(diào)壓電路，包括第一交流接觸器、第二交流接觸器、第三交流接觸器和第一調(diào)壓裝置，第一電源依次經(jīng)第二交流接觸器、第一調(diào)壓裝置、第三交流接觸器與第一負(fù)載相連，所述第一交流接觸器的一端接在第一電源與第二交流接觸器之間，第一交流接觸器的另一端接在第三交流接觸器與第一負(fù)載之間，所述第一調(diào)壓裝置包括三個調(diào)壓器，所述三個調(diào)壓器為上述的調(diào)壓器，三個調(diào)壓器連接成三角形或星形構(gòu)成第一調(diào)壓裝置。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明設(shè)有開關(guān)模塊、電流檢測電路、電壓檢測電路和控制電路，當(dāng)電壓檢測電路采集到的端電壓偏離額定值時，根據(jù)當(dāng)前檢測到的電壓值與額定值的差值范圍，控制電路做出相應(yīng)反應(yīng)，產(chǎn)生觸發(fā)信號，控制開關(guān)模塊中對應(yīng)檔位的兩個晶閘管導(dǎo)通，從而經(jīng)串連變壓器將電壓差額補(bǔ)償?shù)捷敵龆耍员ＷC負(fù)荷端電壓在額定值附近，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作簡單、工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明調(diào)壓器的電路圖。

圖3為本發(fā)明調(diào)壓電路實施例一的電路圖。

圖4為本發(fā)明調(diào)壓電路實施例二的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1、圖2所示，一種調(diào)壓器，包括串聯(lián)變壓器1、調(diào)整變壓器2、開關(guān)模塊、電流檢測電路、電壓檢測電路和控制電路，所述串聯(lián)變壓器1位于電源側(cè)，調(diào)整變壓器2位于負(fù)載側(cè)，調(diào)整變壓器2的次級繞組包括第一繞組和第二繞組，第一繞組的一端引出第一抽頭，第一繞組的另一端與第二繞組的一端相連并引出第二抽頭，第二繞組的另一端引出第三抽頭，所述開關(guān)模塊包括第一晶閘管T1、第二晶閘管T2、第三晶閘管T3、第四晶閘管T4、第五晶閘管T5、第六晶閘管T6，其中第一至第六晶閘管T6的基極都與集中控制器相連，第一、第三、第五晶閘管T5的集電極都經(jīng)過一個熔斷器3然后連接在一起，再經(jīng)過一個電流繼電器4后與串聯(lián)變壓器1初級繞組的一個抽頭相連，第一、第三、第五晶閘管T5的發(fā)射極分別與第二、第四、第六晶閘管T6的集電極相連，第二、第四、第六晶閘管T6的發(fā)射極都連接在一起并與串聯(lián)變壓器1初級繞組的另一個抽頭相連，調(diào)整變壓器2次級繞組的第一、第二、第三抽頭分別與第一、第三、第五晶閘管T5的發(fā)射極相連，所述串聯(lián)變壓器1初級繞組的兩個抽頭之間設(shè)有限流電抗器5和保護(hù)開關(guān)K。調(diào)整變壓器12次級繞組的第一繞組為10V繞組，第二繞組為20V繞組，所述串聯(lián)變壓器11為1:1的串聯(lián)變壓器，調(diào)整變壓器12為200:30的調(diào)整變壓器。

調(diào)壓器的工作原理如下：利用電流檢測電路、電壓檢測電路實時檢測線路輸出端的電壓和電流，當(dāng)端電壓偏離額定值時，根據(jù)當(dāng)前檢測到的電壓值U₁與額定值U₀（U₀=220V）的差值范圍做出相應(yīng)反應(yīng)，通過控制電路產(chǎn)生觸發(fā)信號，控制開關(guān)模塊中對應(yīng)檔位的兩個晶閘管導(dǎo)通，從而經(jīng)串連變壓器將電壓差額ΔU補(bǔ)償?shù)捷敵龆?，以保證負(fù)荷端電壓U₂在額定值U₀附近，即U₂= U₁ ±ΔU≈U₀。

調(diào)壓器為單相調(diào)壓器，一個調(diào)壓器可單獨用于三相電路中的任何一相進(jìn)行調(diào)壓，或為三相星型或三相三角型電路中的某一相調(diào)壓；使用兩個調(diào)壓器可連接成“開口三角”形式進(jìn)行調(diào)壓。

在三相三線電路中，不能將三個調(diào)壓器接成星形來直接為電路調(diào)壓，因為這樣會引起中性點漂移，除非該中性點與上游變壓器星形接線端的中性點連接或與下游變壓器二次側(cè)星形接線端的中性點連接，因此在三相三線電路中應(yīng)將三個調(diào)壓器接成三角形調(diào)壓。如圖3所示，一種調(diào)壓電路，包括第一交流接觸器K1、第二交流接觸器K2、第三交流接觸器K3和調(diào)壓裝置，電源依次經(jīng)第二交流接觸器K2、調(diào)壓裝置、第三交流接觸器K3與負(fù)載相連，所述第一交流接觸器K1的一端接在電源與第二交流接觸器K2之間，第一交流接觸器K1的另一端接在第三交流接觸器K3與負(fù)載之間，所述調(diào)壓裝置包括三個調(diào)壓器，所述三個調(diào)壓器為上述的調(diào)壓器，三個調(diào)壓器連接成三角形構(gòu)成調(diào)壓裝置。

在三相四線制電路中，可將三個調(diào)壓器連接成星形進(jìn)行三相調(diào)壓。如圖4所示，一種調(diào)壓電路，與圖3的不同之處為三個調(diào)壓器連接成星形構(gòu)成調(diào)壓裝置。

本發(fā)明的調(diào)壓電路中，調(diào)壓器有三種工作模式：

①旁路模式。K1合上，K2～K6 斷開，這種狀態(tài)下調(diào)壓器主回路不投入運(yùn)行，線路電流通過 K1流入負(fù)載。

②自檢模式。K3斷開，其他交流接觸器均閉合，這時調(diào)壓器主電路空載運(yùn)行，線路電流仍然通過 K1 流入負(fù)載。

③運(yùn)行模式。K1斷開，K2～K6合上，調(diào)壓器投入運(yùn)行，線路電流通過K2、串聯(lián)變壓器1和K3流入負(fù)載，負(fù)載側(cè)電壓經(jīng)過調(diào)壓器得到補(bǔ)償。為保證調(diào)壓器安全可靠的運(yùn)行，并且不會影響系統(tǒng)的可靠性，調(diào)壓器在系統(tǒng)電壓正常時應(yīng)首先處于旁路模式，隨后控制調(diào)壓器進(jìn)入自檢模式，以保證調(diào)壓器設(shè)備能夠正常工作；在檢測到電網(wǎng)電壓出現(xiàn)偏差時發(fā)出運(yùn)行信號，調(diào)壓器投入運(yùn)行；在調(diào)壓器設(shè)備檢修或故障情況下，調(diào)壓器工作在旁路狀態(tài)，這樣保證調(diào)壓器不會影響系統(tǒng)的正常供電。

調(diào)壓器投入運(yùn)行的控制策略有：

①電壓過零投入運(yùn)行

在控制電路接收到投入運(yùn)行信號后，使所有的交流接觸器合上，調(diào)壓器的補(bǔ)償電路不工作，當(dāng)檢測到電源側(cè)電壓過零時，打開 K1，然后判斷K1 可靠斷開后，再將補(bǔ)償電路投入工作。但當(dāng)負(fù)載為感性時，電流會滯后電壓一個角度，因此電源側(cè)電壓過零時，流過 K1 的電流不一定為零，而串聯(lián)變壓器1本身的激磁電感，使流過它的電流不可能突變，從而導(dǎo)致在 K1 斷開過程中產(chǎn)生開關(guān)過電壓，對負(fù)載電壓產(chǎn)生不利影響。

②電流過零投入運(yùn)行

在控制器接收到運(yùn)行信號后，閉合所有的交流接觸器，調(diào)壓器的補(bǔ)償電路不工作，當(dāng)檢測到電源側(cè)電流過零時，打開 K1，然后判斷 K1 可靠斷開后，再投入調(diào)壓器補(bǔ)償電路。這種控制策略對任何性質(zhì)的負(fù)載都適用，需要利用電流互感器來檢測電流過零。

③短路串聯(lián)變壓器

在控制器接收到投入運(yùn)行的信號后，閉合所有的交流接觸器，同時閉合與變壓器并聯(lián)的固態(tài)繼電器，調(diào)壓器的補(bǔ)償電路不工作，然后打開 K1，這時負(fù)載的電流就順利的轉(zhuǎn)移到串聯(lián)變壓器1的副邊了。然后再使固態(tài)繼電器斷開，補(bǔ)償電路投入工作。這種控制策略對任何性質(zhì)的負(fù)載都適用，無需電壓或電流過零，對感性負(fù)載來說效果比用電壓電流過零方法要好。

調(diào)壓器退出運(yùn)行的控制策略：

調(diào)壓器退出運(yùn)行時是將串聯(lián)變壓器1上的負(fù)載電流轉(zhuǎn)移到交流接觸器 K1 上，當(dāng)接受到控制器的退出運(yùn)行指令時，首先保證關(guān)斷所有晶閘管，再閉合 K1，斷開 K2～K6，調(diào)壓器進(jìn)入旁路模式。如果在晶閘管未關(guān)斷時閉合了 K1，會造成串連變壓器副邊短路并損壞設(shè)備。

本系統(tǒng)中晶閘管在電壓過零時觸發(fā)導(dǎo)通，并使調(diào)整變壓器2完成分接頭切換操作，這時補(bǔ)償后的負(fù)載側(cè)電壓 U2 =U1±ΔU與電源測電壓U1保持同相位，電壓疊加效果更理想，電壓補(bǔ)償后的電壓畸變也更小。調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓時(參照調(diào)壓器主電路)，相電壓額定值U0由外部輸入給定(如 380V 線路輸入相電壓額定值220V)，根據(jù)額定電壓值大小，確定電壓調(diào)節(jié)范圍，保證滿足±10%的調(diào)壓要求。

調(diào)壓器用于380V電路，采用七檔補(bǔ)償控制，電壓額定值設(shè)為 220V。晶閘管分接開關(guān)控制表如表1所示。