專利名稱：智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于平衡三相電壓并將電壓穩(wěn)定在一定區(qū)間范圍內(nèi)的一種智能 區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)。
二背景技術(shù)：
在我國(guó)傳統(tǒng)的三相四線制配電系統(tǒng)中，由于三相負(fù)載不平衡，引起三相電壓、電 流的不平衡，導(dǎo)致零序電流的增大，使供配電系統(tǒng)中的損耗增加。大功率用電設(shè)備開啟與 關(guān)斷，用電高峰及低谷等多種因素，常常導(dǎo)致供電電壓的不穩(wěn)定，影響到用電設(shè)備的正常運(yùn) 行。而且，現(xiàn)有的三相平衡系統(tǒng)只能夠平衡三相電壓、電流，而不能夠穩(wěn)定三相電壓。因此， 目前的三相四線制配電系統(tǒng)中，存在著三相電壓不平衡和造成的電能浪費(fèi)，以及電壓不穩(wěn) 定的問(wèn)題。
三
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種智能區(qū)間 穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，可有效解決平衡三相電壓、電流，減少電能浪費(fèi)，并能將電壓穩(wěn)定 在一定區(qū)間范圍內(nèi)，保護(hù)負(fù)載正常工作的問(wèn)題。本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，包括三相平衡變壓器和微機(jī)CPU，三相平衡變壓器 的輸入端與電壓傳感器相連，電壓傳感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器由輸入接口接輸入寄存器，輸入寄 存器與微機(jī)CPU相連，微機(jī)CPU上裝有存儲(chǔ)器，微機(jī)CPU經(jīng)接口接有顯示器、編程器，微機(jī) CPU輸出端裝有輸出寄存器，輸出寄存器同繼電器相連，繼電器與三相平衡變壓器輸入端、 輸出端上的交流接觸器相連。本實(shí)用新型采用智能區(qū)間穩(wěn)壓技術(shù)，能夠調(diào)節(jié)過(guò)剩電壓并有效的將電壓穩(wěn)定在一 定區(qū)間范圍內(nèi)，保護(hù)負(fù)載正常工作，通過(guò)平衡三相電壓、電流，改善了電力系統(tǒng)的功率因數(shù)， 具有一定的節(jié)電效果，在三相電壓不平衡度大及電壓明顯過(guò)剩等的條件下，節(jié)電率可達(dá)到 8% 17%左右。
四
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型輸出寄存器、繼電器和交流接觸器的連接結(jié)構(gòu)圖(放大)。圖3為本實(shí)用新型的三相平衡變壓器繞組結(jié)構(gòu)圖(放大)。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。由圖1所示，本實(shí)用新型包括三相平衡變壓器和微機(jī)CPU，三相平衡變壓器1的輸 入端與電壓傳感器3相連，電壓傳感器3經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器4由輸入接口 5接輸入寄存器6，輸 入寄存器5與微機(jī)CPU7相連，微機(jī)CPU 7上裝有存儲(chǔ)器8，微機(jī)CPU經(jīng)接口 9接有顯示器及編程器10，微機(jī)CPU 7輸出端裝有輸出寄存器11，輸出寄存器11同繼電器12相連，繼電器 12與三相平衡變壓器1輸入端、輸出端上的交流接觸器2相連。為了保證使用效果，由圖3所示，所說(shuō)的三相平衡變壓器為具有多種輸出變壓比 的自耦式三相平衡變壓器，由日字形鐵芯繞在鐵芯柱上的A、B、C三相繞組構(gòu)成，每相繞組 分別由主線圈和耦合線圈串聯(lián)組成，耦合線圈與主線圈繞向相反，且分別在鐵芯兩個(gè)不同 的磁柱上繞制，A、B、C三相繞組分別包括主線圈叫、n3、n4、n5、n7、n8、n9和耦合線圈n2、n6 共九個(gè)線圈，A相主線圈與C相耦合線圈繞制在鐵芯左磁柱上，B相主線圈與A相耦合線圈 繞制在鐵芯中磁柱上，C相主線圈和B相耦合線圈繞制在鐵芯右磁柱上，這樣，一相的耦合 線圈與另一相的主線圈在同一鐵芯磁柱上通過(guò)磁通耦合，使磁通量趨于平衡，從而使三相 電壓、電流趨于平衡；A、B、C三相繞組為星形聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置裝有三個(gè)交流接觸器KM1、 KM2、KM3，控制改變聯(lián)接中點(diǎn)接入供電線路的位置，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置可分別置于n7、n8或n9尾 端；分別在A、B、C三相Ii3線圈尾端引出輸出分接頭組成三相輸出端01，分別在A、B、C三相 n4線圈尾端引出輸出分接頭組成三相輸出端02;由此形成具有六種輸出變壓比的三相平衡 變壓器結(jié)構(gòu)，增加聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置或三相輸出端數(shù)目可增加輸出變壓比。所說(shuō)的交流接觸器2是由交流接觸器KMOO、KMO1、KM02、KMl、KM2、KM3并聯(lián)組成。所說(shuō)的繼電器12(由圖2所示)是由繼電器ΚΑ00，KATOO, KAOl, KATOl, KA02， KAT02, KAl, KAT1, KA2, KAT2, KA3, KAT3 并聯(lián)組成。所說(shuō)的繼電器KAOO, KATOO, KAOl, KATOl, KA02, KAT02, KAl, KAT1, KA2, KAT2, KA3, KAT3的兩端接有串聯(lián)的LED燈和保護(hù)電阻R，LED燈為發(fā)光二極管，用于顯示電路的通斷狀 態(tài)，保護(hù)電阻R用于保護(hù)LED燈。由上述結(jié)構(gòu)可以看出，本實(shí)用新型是利用微型計(jì)算機(jī)控制具有多種輸出變壓比的 三相平衡變壓器，根據(jù)電壓傳感器采集的變壓器輸入端電壓，利用CPU經(jīng)程序處理，計(jì)算出 合適的變壓比值，輸出信號(hào)控制繼電器接觸器動(dòng)作，使三相平衡變壓器接入電路的輸出端 變壓比與計(jì)算結(jié)果相一致。由于在結(jié)構(gòu)上三相平衡變壓器為具有多種輸出變壓比的自耦式三相平衡變壓器， 由日字形鐵芯及繞在鐵芯柱上的三相繞組組成，每相繞組分別由主線圈和耦合線圈串聯(lián)組 成，所述耦合線圈與主線圈繞向相反，且分別在鐵芯兩個(gè)不同的磁柱上繞制，A、B、C三相繞 組分別包括主線圈!^、!^、 、 、!^、!^、 和耦合線圈n2、Il6共九個(gè)線圈，A相主線圈與C相 耦合線圈繞制在鐵芯左磁柱上，B相主線圈與A相耦合線圈繞制在鐵芯中磁柱上，C相主線 圈和B相耦合線圈繞制在鐵芯右磁柱上，這樣，一相的耦合線圈與另一相的主線圈在同一 鐵芯磁柱上通過(guò)磁通耦合，使磁通量趨于平衡，從而使三相電壓、電流趨于平衡；三相繞組 為星形聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置由三個(gè)交流接觸器控制改變，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置可分別置于n7、n8或 n9尾端；分別在A、B、C三相Ii3線圈尾端引出輸出分接頭組成三相輸出端01，分別在A、B、 C三相Ii4線圈尾端引出輸出分接頭組成三相輸出端02;由此形成具有六種輸出變壓比的三 相平衡變壓器結(jié)構(gòu)，增加聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置或三相輸出端數(shù)目可增加輸出變壓比。其中，僅交流 接觸器KMOO閉合時(shí)，則電壓不發(fā)生改變，交流接觸器KMl與KMOl閉合時(shí)，KM2和KMOl閉合， KM3與KMOl閉合時(shí)，KMl與KM02閉合時(shí)，KM2與KM02閉合時(shí)，KM3與KM02閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)輸 出變壓比均有改變。在結(jié)構(gòu)上，特別是三相平衡變壓器輸入端與電壓傳感器相連，電壓信號(hào)通過(guò)電壓傳感器及A/D轉(zhuǎn)換器傳入微型電腦輸入接口，CPU讀入電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)器中的程序處 理，選擇出合適的變壓比值，輸出信號(hào)控制繼電器及接觸器動(dòng)作，使三相平衡變壓器輸出變 壓比與程序結(jié)果一致，從而使變壓器輸出電壓穩(wěn)定在某一區(qū)間范圍內(nèi)。本實(shí)用新型在工作時(shí)，CPU接收到電壓信號(hào)后，判斷電壓信號(hào)所處的電壓區(qū)間，選 擇出合適的變壓比值，若與當(dāng)前接入電路輸出端對(duì)應(yīng)的變壓比值一致，則不輸出控制信號(hào)， 若不一致，則輸出信號(hào)使與該變壓比值對(duì)應(yīng)的繼電器及交流接觸器動(dòng)作，從而使該變壓比 輸出端接入供電線路，并延時(shí)2秒輸出信號(hào)控制繼電器使原來(lái)接入供電線路的變壓比輸出 端斷開。當(dāng)輸入電壓在所要求的穩(wěn)壓區(qū)間內(nèi)時(shí)，則選擇旁路輸出。由此達(dá)到區(qū)間穩(wěn)壓目的 的同時(shí)，避免電壓跳變及供電瞬時(shí)中斷。三相平衡變壓器輸入端與電壓傳感器相連，電壓信號(hào)通過(guò)電壓傳感器及A/D轉(zhuǎn)換 器傳入微型電腦輸入接口，CPU讀入電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)器中的程序處理，選擇出合適的變 壓比值，輸出信號(hào)控制繼電器及交流接觸器動(dòng)作，使三相平衡變壓器輸出變壓比與程序結(jié) 果一致，從而使變壓器輸出電壓穩(wěn)定在某一區(qū)間范圍內(nèi)，保護(hù)負(fù)載正常工作?？傊?，本實(shí)用新型有效克服了三相電壓不平衡、不穩(wěn)定，造成電能的浪費(fèi)問(wèn)題，節(jié) 能、環(huán)保，在三相電壓不平衡度大及電壓明顯過(guò)剩等的條件下，節(jié)電率可達(dá)到8% 17%左 右，是變壓器技術(shù)領(lǐng)域的一大創(chuàng)新，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益巨大。
權(quán)利要求一種智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，包括三相平衡變壓器和微機(jī)CPU，其特征在于，三相平衡變壓器(1)的輸入端與電壓傳感器(3)相連，電壓傳感器(3)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(4)由輸入接口(5)接輸入寄存器(6)，輸入寄存器(5)與微機(jī)CPU(7)相連，微機(jī)CPU(7)上裝有存儲(chǔ)器(8)，微機(jī)CPU經(jīng)接口(9)接有顯示器及編程器(10)，微機(jī)CPU(7)輸出端裝有輸出寄存器(11)，輸出寄存器(11)同繼電器(12)相連，繼電器(12)與三相平衡變壓器(1)輸入端、輸出端上的交流接觸器(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所說(shuō)的三相 平衡變壓器為具有多種輸出變壓比的自耦式三相平衡變壓器，由日字形鐵芯繞在鐵芯柱上 的A、B、C三相繞組構(gòu)成，每相繞組分別由主線圈和耦合線圈串聯(lián)組成，耦合線圈與主線圈 繞向相反，且分別在鐵芯兩個(gè)不同的磁柱上繞制，A、B、C三相繞組分別包括主線圈ηι、n3、 n4、n5、n7、n8、n9和耦合線圈n2、n6共九個(gè)線圈，A相主線圈與C相耦合線圈繞制在鐵芯左磁 柱上，B相主線圈與A相耦合線圈繞制在鐵芯中磁柱上，C相主線圈和B相耦合線圈繞制在 鐵芯右磁柱上，A、B、C三相繞組為星形聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置裝有三個(gè)交流接觸器KM1、KM2、 KM3，聯(lián)結(jié)中點(diǎn)位置分別置于n7、n8或n9尾端，在A、B、C三相n3線圈尾端引出輸出分接頭組 成三相輸出端01，在A、B、C三相Ii4線圈尾端引出輸出分接頭組成三相輸出端02，形成具有 六種輸出變壓比的三相平衡變壓器結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所說(shuō)的交流 接觸器(2)是由交流接觸器疆00、疆01、疆02、做1、做2、做3并聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所說(shuō)的繼電 器(12)是由繼電器 KAOO，KATOO，KAO1，KATO1，KA02，KAT02，KA1，KAT1，KA2，KAT2，KA3，KAT3 并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，其特征在于，所說(shuō)的繼電 器 KAOO, KATOO, KAOl，KATOl，KA02, KAT02, KAl，KATl，KA2, KAT2, KA3, KAT3 的兩端均接有 串聯(lián)的LED燈和保護(hù)電阻R。
專利摘要本實(shí)用新型涉及智能區(qū)間穩(wěn)壓三相平衡節(jié)電系統(tǒng)，可有效解決平衡三相電壓、電流，減少電能浪費(fèi)，并能將電壓穩(wěn)定在一定區(qū)間范圍內(nèi)，保護(hù)負(fù)載正常工作的問(wèn)題，其解決的技術(shù)方案是，三相平衡變壓器的輸入端與電壓傳感器相連，電壓傳感器經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器由輸入接口接輸入寄存器，輸入寄存器與微機(jī)CPU相連，微機(jī)CPU上裝有存儲(chǔ)器，微機(jī)CPU經(jīng)接口接有顯示器、編程器，微機(jī)CPU輸出端裝有輸出寄存器，輸出寄存器同繼電器相連，繼電器與三相平衡變壓器輸入端、輸出端上的交流接觸器相連，本實(shí)用新型采用智能區(qū)間穩(wěn)壓技術(shù)，保護(hù)負(fù)載正常工作，通過(guò)平衡三相電壓、電流，改善了電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，具有一定的節(jié)電效果，節(jié)電率可達(dá)到8％～17％左右。
文檔編號(hào)H01F27/28GK201733109SQ201020291240
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者劉培帥, 張凱 申請(qǐng)人:劉培帥