本發(fā)明涉及輸配電線路電壓調(diào)節(jié)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
：我國(guó)農(nóng)村電網(wǎng)具有供電線路長(zhǎng)、負(fù)荷變化大的特點(diǎn)，所以一直存在供電電壓跌落、壓降等供電質(zhì)量差的問(wèn)題，而要解決這種問(wèn)題，傳統(tǒng)方法就是要對(duì)農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行全面改造，新增變壓器或更換更大負(fù)荷的負(fù)載變壓器，但這樣會(huì)消耗大量的人力物力，改造投資巨大。申請(qǐng)?zhí)枮?01510331145.4的專(zhuān)利公開(kāi)了一種低壓配電調(diào)壓設(shè)備，包括以下組成部分：一進(jìn)線裝置,設(shè)有連接進(jìn)線供電線路的進(jìn)線母排及進(jìn)線斷路器；一出線裝置，設(shè)有連接負(fù)載線路的出線母排；一自耦調(diào)壓變壓器；一動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括多個(gè)接觸器，各接觸器的一端連接到自耦調(diào)壓變壓器的輸入端，另一端各自連接到自耦調(diào)壓變壓器初級(jí)線圈對(duì)應(yīng)不同匝數(shù)的檔位上；一控制單元,動(dòng)作執(zhí)行機(jī)與所述控制單元構(gòu)連接。該方案可方便的接入電網(wǎng)，在不增加10kV線路、不新增配電變壓器、不改造低壓線路的情況下，有效的解決農(nóng)村配變臺(tái)區(qū)低壓線路中末端電壓不合格的問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)末端的低電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償，是一種解決農(nóng)村電網(wǎng)中末端電壓過(guò)低的較為經(jīng)濟(jì)的途徑，且設(shè)備安全可靠。申請(qǐng)?zhí)枮?01420134372.9的專(zhuān)利公開(kāi)了一種配電線路自動(dòng)調(diào)壓器，包括電源變壓器、帶隔離開(kāi)關(guān)的真空斷路器、三相有載分接開(kāi)關(guān)、三相自耦變壓器和調(diào)壓控制器；其中，帶隔離開(kāi)關(guān)的真空斷路器和三相自耦變壓器與三相有載分接開(kāi)關(guān)相連接，電源變壓器、帶隔離開(kāi)關(guān)的真空斷路器、三相有載分接開(kāi)關(guān)和三相自耦變壓器的二次回路分別與調(diào)壓控制器相連接。該調(diào)壓器安全、可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路調(diào)壓范圍最大為±30%Un的寬范圍調(diào)壓，并能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。不僅適用于一般配電線路，也適用于電壓波動(dòng)特別大、線路中后端電壓特別低的6kV、10kV、35kV配電線路，解決了有載分接開(kāi)關(guān)在最高檔、線路停電再送電等極端情況時(shí)線路調(diào)壓器輸出高電壓的隱患，便于管理人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。申請(qǐng)?zhí)枮?01510393643.1的專(zhuān)利公開(kāi)了一種高精度配電線路調(diào)節(jié)器，包括調(diào)節(jié)器殼體，在調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)電路板，在調(diào)節(jié)器殼體上設(shè)有輸入端子、輸出端子和電流互感器和電壓互感器，還設(shè)有開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)的中心設(shè)有第一電抗器觸頭和第二電抗器觸頭，開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上設(shè)有以第一電抗觸頭為圓心且成圓環(huán)狀設(shè)置的零點(diǎn)觸頭和九檔開(kāi)關(guān)觸頭，且零點(diǎn)觸頭和九檔開(kāi)關(guān)觸頭的每個(gè)觸頭均包括左側(cè)觸點(diǎn)和右側(cè)觸點(diǎn)，在第一電抗器觸頭和第二電抗器觸頭上均設(shè)有活動(dòng)開(kāi)關(guān)觸桿，開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上還設(shè)有升壓調(diào)節(jié)觸頭和降壓調(diào)節(jié)觸頭，在零點(diǎn)開(kāi)關(guān)觸頭上設(shè)有調(diào)節(jié)活動(dòng)觸桿。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用便捷，可有效的提高調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和調(diào)壓范圍，大大提高了調(diào)壓的精度，適用性好，實(shí)用性強(qiáng)。然而，上述方法的調(diào)節(jié)控制方法較為單一，可推廣性不強(qiáng)，因此，有必要設(shè)計(jì)一種安裝便捷、使用簡(jiǎn)單的配電線路智能調(diào)節(jié)裝置。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)該裝置解決低壓配電電網(wǎng)易發(fā)生的電壓偏低、偏高、供電質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題，從而改變農(nóng)村配電網(wǎng)中電壓過(guò)低或過(guò)高的現(xiàn)狀。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置，包括控制單元以及分別與所述控制單元連接的測(cè)量單元、補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧⒈Ｗo(hù)單元和智能投切單元，所述控制單元包括單片機(jī)以及分別與所述單片機(jī)連接的輸入模塊、顯示模塊。進(jìn)一步地，所述控制單元設(shè)置通訊接口，所述通訊接口連接GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步地，所述測(cè)量單元包括智能存儲(chǔ)器以及分別與所述智能存儲(chǔ)器連接的電壓測(cè)量模塊、電流測(cè)量模塊。進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧ǘ鄼n位電力調(diào)壓器，所述電力調(diào)壓器包括初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和高導(dǎo)磁硅鋼片，所述初級(jí)線圈包括多組抽頭。進(jìn)一步地，所述保護(hù)單元包括過(guò)壓保護(hù)模塊、欠壓保護(hù)模塊、過(guò)流保護(hù)模塊、超溫保護(hù)模塊和短路保護(hù)模塊。進(jìn)一步地，所述智能投切單元包括智能電容器以及分別與其連接的同步零投切開(kāi)關(guān)、組網(wǎng)模塊，所述智能電容器包括低壓自愈式電容器。進(jìn)一步地，所述控制單元連接GPS裝置，對(duì)故障位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。進(jìn)一步地，所述輸入模塊包括人機(jī)交互鍵盤(pán)和動(dòng)作按鈕。進(jìn)一步地，所述顯示模塊包括液晶顯示屏、報(bào)警器和故障指示燈。本發(fā)明的有益效果在于以下方面：本發(fā)明通過(guò)加大分接調(diào)壓的范圍，提高了變壓器分接開(kāi)關(guān)的穩(wěn)壓能力，尤其是對(duì)后端電壓起到了升壓、降壓、穩(wěn)壓的作用，從而保證了供電質(zhì)量、提高電壓的合格率，保障了居民的正常供電，同時(shí)，該裝置不用延伸10KV線路，并且輸出為正弦波，無(wú)諧波干擾，輸出效率高，可長(zhǎng)期連續(xù)工作，能承受短時(shí)超載，過(guò)載能力強(qiáng)，適用負(fù)載廣泛，可與各類(lèi)設(shè)備，如消諧、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備配合運(yùn)行，所以適合在大中功率場(chǎng)合下應(yīng)用。本發(fā)明為電壓偏低、偏高、供電質(zhì)量差的低壓配電電網(wǎng)提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)、便捷的解決方案，既為電力部門(mén)節(jié)省了大量的人力、物力，又向用戶(hù)提供了穩(wěn)定可靠的供電質(zhì)量，從而大大減少了農(nóng)網(wǎng)改造的投資。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的組成結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的電源模塊結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例一如圖1所示，低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置，包括控制單元1以及分別與控制單元1連接的測(cè)量單元5、補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧?、保護(hù)單元13和智能投切單元19。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，調(diào)節(jié)裝置可以采用220V市電或380V工業(yè)交流電來(lái)供電，適合安裝在低壓配電線路中間至后端1/3段，可以根據(jù)安裝點(diǎn)負(fù)荷情況確定裝置容量，當(dāng)線路電壓波動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)輸出電壓的測(cè)量并與標(biāo)準(zhǔn)電壓比較后，由控制單元通過(guò)對(duì)輸入電壓電流進(jìn)行比較判斷。通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與電網(wǎng)同相序、同頻率的電源后通過(guò)補(bǔ)償變壓器輸入到原電網(wǎng)，起到升壓穩(wěn)壓的作用?？刂茊卧?包括單片機(jī)2以及分別與單片機(jī)2連接的輸入模塊3、顯示模塊4；輸入模塊包括人機(jī)交互鍵盤(pán)和動(dòng)作按鈕，可以進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的參數(shù)輸入以及關(guān)鍵動(dòng)作步驟的手動(dòng)操作；顯示模塊包括液晶顯示屏、報(bào)警器和故障指示燈，液晶顯示的中文菜單操作靈活，控制可靠，性能穩(wěn)定?？娠@示輸入輸出電壓、負(fù)載電流、調(diào)壓變壓器檔位、溫度、電容器投切狀態(tài)、保護(hù)類(lèi)型、故障指示燈信號(hào)。控制單元可以控制測(cè)量單元實(shí)時(shí)對(duì)裝置的輸入輸出電壓、電流進(jìn)行測(cè)量采樣，根據(jù)各測(cè)量參，數(shù)大小發(fā)出合適檔位控制型號(hào)，對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)各部件運(yùn)行狀態(tài)，以保證裝置的可靠運(yùn)行，當(dāng)線路無(wú)功缺額較大時(shí)，投入相應(yīng)容量的智能電容器以補(bǔ)償線路的感性無(wú)功，降低因無(wú)功電流造成的線路損耗及壓降。測(cè)量單元5包括智能存儲(chǔ)器6以及分別與智能存儲(chǔ)器連接的電壓測(cè)量模塊7、電流測(cè)量模塊8，電壓測(cè)量模塊7可以測(cè)量實(shí)時(shí)電壓值和電壓諧波分量，電流測(cè)量模塊8可以測(cè)量實(shí)時(shí)電流值和電流諧波分量，同時(shí)，兩者所連接的智能存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)電壓、電流數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單積分運(yùn)算，得出功率數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)，測(cè)量單元可以完成配電三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電量以及電壓、電流諧波分量等測(cè)量?？刂茊卧B接GPS裝置34，對(duì)故障位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，同時(shí)，控制單元設(shè)置通訊接口35，通訊接口連接GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)。低電壓智能調(diào)節(jié)控制器監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)以及發(fā)生故障時(shí)的定位信息，都通過(guò)通訊模塊經(jīng)過(guò)GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給系統(tǒng)終端，可進(jìn)行遠(yuǎn)程的維護(hù)和信息收集，節(jié)省大量的人力物力，提高工作效率。補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧?包括多檔位電力調(diào)壓器，電力調(diào)壓器包括初級(jí)線圈10、次級(jí)線圈11和高導(dǎo)磁硅鋼片12，初級(jí)線圈包括多組抽頭。調(diào)壓器的鐵芯采用高導(dǎo)磁硅鋼片，磁通密度取值低、鐵損小；線圈采用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)線制作，電流密度取值低、銅損小，設(shè)備長(zhǎng)期掛網(wǎng)運(yùn)行，電能損耗低。補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧恼{(diào)壓范圍大，調(diào)節(jié)檔位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行定制，操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，與智能電容器相互配合，可明顯提升線路電壓。補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧某跫?jí)線圈有多組抽頭，每組抽頭對(duì)應(yīng)的線圈與次級(jí)線圈的匝數(shù)按一定比例繞制。通過(guò)補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧某跫?jí)線圈投入的匝數(shù)來(lái)控制次級(jí)線圈上的電壓，使輸出電壓調(diào)整至設(shè)定值，可分相補(bǔ)償線路無(wú)功、降低線損，并提高電壓。保護(hù)單元13包括過(guò)壓保護(hù)模塊14、欠壓保護(hù)模塊15、過(guò)流保護(hù)模塊16、超溫保護(hù)模塊17和短路保護(hù)模塊18，可以輸出過(guò)流速切保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、超溫保護(hù)、短路保護(hù)等多種保護(hù)功能。智能投切單元19包括智能電容器20以及分別與其連接的同步零投切開(kāi)關(guān)32、組網(wǎng)模塊33，智能電容器包括低壓自愈式電容器。智能投切單元相當(dāng)于是一個(gè)獨(dú)立完整的智能無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)；并具備過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)溫等自身保護(hù)功能。同步零投切開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)精確過(guò)零點(diǎn)投切，電容器投切過(guò)程涌流沖擊小、無(wú)切除過(guò)電壓、無(wú)燃弧現(xiàn)象，并具備耐電壓（＞3500V）、耐電流沖擊能力強(qiáng)，投切涌流?。ǎ?.5倍額定電流）等特點(diǎn)，電氣投切壽命達(dá)100萬(wàn)次以上。在具體實(shí)施時(shí)，控制單元、補(bǔ)償變壓?jiǎn)卧椭悄芡肚袉卧梢云鸬骄C合協(xié)同作用的效果，主要可以實(shí)現(xiàn)以下功能：1、自動(dòng)調(diào)壓功能：跟蹤電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓至合理范圍，輸入電壓范圍寬，輸出電壓可調(diào)，輸出穩(wěn)定。2、分相調(diào)壓功能：分相調(diào)節(jié)電壓，各相電壓可以分別調(diào)節(jié)，使三相電壓不平衡得到改善。3、自動(dòng)旁路功能：在輸入電壓合格或裝置異常時(shí)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入旁路功能，無(wú)電能損耗，且智能電容器在設(shè)備旁路狀態(tài)下也可正常運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)裝置的“手動(dòng)運(yùn)行/自動(dòng)運(yùn)行”的切換，便于調(diào)試和維護(hù)。4、自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償功能：根據(jù)配電參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償，分相電容可以分別投切，根據(jù)三相不平衡情況實(shí)施補(bǔ)償，有效降低線路有功損耗和線路阻抗壓降。5、不停電自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓：每個(gè)智能調(diào)節(jié)裝置可同時(shí)有效解決5至30戶(hù)居民用電電壓偏低、偏高的問(wèn)題。本發(fā)明的智能低電壓調(diào)節(jié)裝置安裝十分簡(jiǎn)單、便捷，可節(jié)約大量人力、物力、空間，進(jìn)而減少農(nóng)網(wǎng)改造的投資，與傳統(tǒng)新增變壓器的方案比較情況如表1所示。根據(jù)表1顯示，本裝置尤其適用于因供電線路長(zhǎng)，負(fù)荷波動(dòng)大，用電高峰時(shí)后端用戶(hù)電壓低的線路，在低壓低至180V以下時(shí)，可通過(guò)智能低電壓調(diào)節(jié)裝置升壓，并結(jié)合內(nèi)部的智能電容器對(duì)線路無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，將輸出電壓提高到210V至230V，從而保證末端用戶(hù)正常用電。安裝點(diǎn)離用戶(hù)越近升壓效果越明顯。表1項(xiàng)目傳統(tǒng)新增變壓器方案本發(fā)明方案是否延長(zhǎng)10KV線路需要不需要空載損耗額定5W以下額定容量損耗較高小于負(fù)載的3%保護(hù)功能需另加自有帶載能力強(qiáng)一般補(bǔ)償穩(wěn)定能力需調(diào)節(jié)電壓接頭強(qiáng)升壓能力-10%至+10%最高20%至50&的升壓能力安裝復(fù)雜簡(jiǎn)單資金投資大小人力投資大小實(shí)施例二低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置，與實(shí)施例一的不同之處在于，監(jiān)控管理裝置由電源模塊供電，電源模塊采用光伏供源，如圖2所示，電源模塊包括太陽(yáng)能接口21，太陽(yáng)能接口21連接光伏發(fā)電模塊22，光伏發(fā)電模塊22連接自動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23；光伏發(fā)電模塊22包括太陽(yáng)能電池板24及其所連接的蓄電池單元25，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23包括與太陽(yáng)能電池板24連接的傳動(dòng)裝置26與驅(qū)動(dòng)控制器27，傳動(dòng)裝置包括步進(jìn)電機(jī)28以及與電機(jī)轉(zhuǎn)軸相連接的傳動(dòng)軸29，傳動(dòng)軸連接太陽(yáng)能電池板的支撐點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)控制器包括感光板30與單片機(jī)組件31，單片機(jī)組件與步進(jìn)電機(jī)連接。驅(qū)動(dòng)控制器中的感光板可以設(shè)置成球形或錐形，采用與電池板同等材料制成，板上沿水平軸面分布若干電壓傳感器以檢測(cè)傳感器所處點(diǎn)出的感生電動(dòng)勢(shì)，不同傳感器之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，單片機(jī)組件包括A/D單元、單片機(jī)芯片和D/A單元，A/D單元接收到每個(gè)點(diǎn)的感生電壓，經(jīng)處理將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。單片機(jī)每隔一定時(shí)間對(duì)A/D單元輸出端進(jìn)行采樣，對(duì)采樣得到的若干組數(shù)據(jù)執(zhí)行循環(huán)比較程序，從而找出電壓最大點(diǎn)并保存，并根據(jù)當(dāng)前位置和測(cè)量位置，計(jì)算方位差與轉(zhuǎn)角角度，將轉(zhuǎn)角角度信息通過(guò)D/A單元轉(zhuǎn)換為4至20毫安直流電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，與電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào)通過(guò)屏蔽線傳送給步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)動(dòng)作并帶動(dòng)傳動(dòng)軸控制太陽(yáng)能板的轉(zhuǎn)向，使太陽(yáng)能板能夠自主實(shí)現(xiàn)最大化的光照發(fā)電?？紤]成本因素，單片機(jī)可以采用比較普遍的89C51系列芯片，A/D單元可選用8位80MSPS高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLV5580芯片，D/A單元可選用12位電壓輸出型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5616芯片。由于各芯片均屬于微電工作狀態(tài)，且工作電源范圍大致相同，所以可取±5V的鋰電池給單片機(jī)供源，無(wú)需頻繁更換、持久耐用。實(shí)施例三低壓配電線路智能調(diào)節(jié)裝置，與實(shí)施例一、二的不同之處在于，智能調(diào)節(jié)裝置由電源模塊供電，電源模塊包括平板電容器以及與其連接的整流器、降壓轉(zhuǎn)換器、蓄電池組，整流器包括功率放大器與頻率控制端，功率放大器包括前端輸入型OTL放大電路；頻率控制端由三相不可控整流電路、H橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路組成。在使用時(shí)，電源模塊直接安裝在配電網(wǎng)的高壓電場(chǎng)中，以平板電容器取能，并將感生電能經(jīng)整流、降壓等一系列轉(zhuǎn)換最終輸入蓄電池組。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3