專利名稱：新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變壓器裝置，尤其涉及新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)村配網(wǎng)中IOkV饋線的供電半徑往往超過國家標準15kM，饋線后半段的電壓經(jīng)常低于標準值10kv，有時低到7000V 8000V，嚴重影響到饋線后半段各個大用戶用電，如果是臺區(qū)變，直接影響到變壓器二次側(cè)所有的單相用戶和三相用戶的用電，若是專用變，將影響到企業(yè)日常正常的運營。除此之外，南方小水電站眾多，上網(wǎng)電壓隨著季節(jié)的變化而變動，豐水期上網(wǎng)電壓偏高，對饋線上的各個用戶構(gòu)成用電威脅，有可能燒毀變壓器和設(shè)備。枯水期上網(wǎng)電壓又偏低，影響?zhàn)伨€上用戶正常用電。更有甚者，饋線前端電壓偏高，后段電壓低，給供電企業(yè)供電管理造成嚴重麻煩。因此，如何提高農(nóng)村配網(wǎng)電能質(zhì)量，保證配網(wǎng)可靠性已成為電力企業(yè)當前亟待解決的技術(shù)瓶頸。開發(fā)出新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，是解決上述問題的有效方法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對上述發(fā)現(xiàn)的問題，提供一種新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置。實現(xiàn)了可以自動通過跟蹤線路電壓變化，自動控制調(diào)節(jié)有載調(diào)壓分接開關(guān)檔位從而改變自耦變壓器二次側(cè)電壓輸出穩(wěn)定在IOkv的系統(tǒng)。它可以在30%的范圍內(nèi)對輸入電壓進行自動調(diào)節(jié)，特別適用于電壓波動大或壓降大的線路，將這種調(diào)壓器串聯(lián)在IOkV線路的中后端，在一定范圍內(nèi)對線路電壓進行調(diào)整，保證用戶的供電電壓合格，減少線路的線損。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，包括三相自耦變壓器和三相有載分接開關(guān)，其結(jié)構(gòu)特點為所述的三相自耦變壓器與三相有載分接開關(guān)連接；三相有載分接開關(guān)用控制電纜線與一智能調(diào)壓控制器連接；三相自耦變壓器中的電源與智能調(diào)壓控制器連接；智能調(diào)壓控制器包括核心控制器、智能電源管理器和電池，所述的核心控制器與智能電源管理器和電池連接；核心控制器連接三相自耦變壓器，智能電源管理器與三相有載分接開關(guān)連接；電池與智能電源管理器連接。本實用新型的目的還可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特點為所述核心控制器包括主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊均接到主控MCU。所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特點為智能電源管理器包括整流逆變模塊和后備電源管理模塊，整流逆變模塊與三相自耦變壓器連接，后備電源管理模塊一方面與整流逆變模塊連接，另一方面連接電池。所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特點為數(shù)據(jù)采集模塊包括電能計量芯片和信號處理電路，核心控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊采集三相自耦式變壓器的電壓、電流、溫度和三相有載分接開關(guān)的當前擋位信息經(jīng)過信號處理電路調(diào)理后送入電能計量芯片。所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特點為有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊包括電源、開關(guān)和MCU ； MCU與開關(guān)采用數(shù)據(jù)線連接，電源與開關(guān)采用銅導(dǎo)線連接。本實用新型的優(yōu)點本實用新型為一種新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，采集三相自耦式變壓器的控制線圈的交流電壓電流信息，可以自動通過跟蹤線路電壓變化，通過智能調(diào)壓控制器對三相驅(qū)動有載調(diào)壓分接開關(guān)發(fā)出調(diào)壓控制指令，并驅(qū)動有載調(diào)壓分接開關(guān)電機改變?nèi)嘧择钍阶儔浩鞯拇畡罹€圈與三相有載分接開關(guān)的分接位置，從而改變?nèi)嘧择钭儔浩髯儽?，達到調(diào)整電壓的目的。本實用新型由于把供給三相有載分接開關(guān)電機使用的不穩(wěn)定交流電通過整流逆變穩(wěn)定在設(shè)定的基準電壓后，供給三相有載分接開關(guān)的電機使用，確保三相有載分接開關(guān)的電機不會因為電壓過低或過高而引起燒毀。本實用新型另一優(yōu)點是當三相自耦式變壓器的控制線圈的交流電處于斷電狀態(tài)時，智能調(diào)壓控制器啟動后備電源模塊及整流逆變模塊，把后備電源電池的12V或24V電壓通過整流逆變模塊穩(wěn)定在設(shè)定的基準電壓供給智能調(diào)壓控制器及三相有載分接開關(guān)的電機使用，從而調(diào)整三相有載分接開關(guān)自動回歸初始擋位，確保供電安全。本實用新型采用智能調(diào)壓變壓器、智能掌上終端及后臺主站連接構(gòu)成一體化系統(tǒng)，方便使用者進行設(shè)置參數(shù)、手動控制及獲取智能調(diào)壓變壓器的各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)、現(xiàn)場抄讀觀察智能調(diào)壓變壓器的運行狀態(tài)；也可以很方便地通過GPRS與后臺主站進行實時通訊，了解智能調(diào)壓變壓器的運行狀態(tài)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進行決策分析。

圖1是本實用新型實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型實施例的智能調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實用新型實施例的智能調(diào)壓控制器的工作原理框圖。圖4為本實用新型實施例的核心控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。圖5為本實用新型實施例的智能電源管理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。圖6為本實用新型實施例的智能調(diào)壓控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。圖7為本實用新型實施例結(jié)合智能掌上終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖8為本實用新型實施例結(jié)合后臺分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖9為本實用新型實施例結(jié)合智能掌上終端和后臺分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖10為本實用新型實施例的有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊的工作原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明如圖1所示，本實用新型所述實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖中三相自耦變壓器1，三相有載分接開關(guān)2，智能調(diào)壓控制器3 ;其中三相自耦變壓器I為現(xiàn)有技術(shù)，三相有載分接開關(guān)2為現(xiàn)有技術(shù)；三相自耦變壓器I和三相有載分接開關(guān)2用銅導(dǎo)線連接；三相有載分接開關(guān)2和智能調(diào)壓控制器3用控制電纜線連接；三相自耦變壓器I的電源與智能調(diào)壓控制器3采用銅導(dǎo)線連接。智能調(diào)壓控制器3可采用現(xiàn)有技術(shù)也可采用本實用新型下面所述的專有技術(shù)。三相自耦變壓器I中的電源供給智能調(diào)壓控制器3使用，智能調(diào)壓控制器3控制改變?nèi)嘤休d分接開關(guān)2的分接抽頭位置，在不中斷負載電流的情況下，由一個分接抽頭切換到另一個分接抽頭，來改變?nèi)嘧择钭儔浩鱅的有效匝數(shù)，即改變?nèi)嘧择钭儔浩鞯碾妷罕?，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的。如圖2所示，本實用新型所述實施例的智能調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)圖，智能調(diào)壓控制器分為三部分核心控制器11、智能電源管理器12、電池13。核心控制器11為現(xiàn)有技術(shù)也可為專有技術(shù)、智能電源管理器12可采用現(xiàn)有技術(shù)也可采用本實用新型下面所述的專有技術(shù)、電池13可為現(xiàn)有技術(shù)。其中核心控制器11采集三相自耦變壓器的電壓、電流和溫度等信息，核心控制器11采集三相有載分接開關(guān)的當前檔位等信息。智能電源管理器12是為核心控制器11提供工作電源，同時也是驅(qū)動三相有載分接開關(guān)的電機進行工作的模塊。電池13是作為當電源斷電后能夠不間斷供電的部件，也是起到穩(wěn)定電壓作用的部件。結(jié)合圖2、圖3所示，智能調(diào)壓控制器3采用本實用新型的專有技術(shù)時，其中的核心控制器11采集三相自耦變壓器I的電壓、電流和溫度等信息，核心控制器11采集三相有載分接開關(guān)2的當前檔位等信息。核心控制器11根據(jù)采集的三相有載分接開關(guān)2的當前檔位信息和三相自耦變壓器I的電壓進行判斷分析，根據(jù)分析后的結(jié)果發(fā)出控制指令傳輸給智能電源管理器，通過智能電源管理器驅(qū)動三相有載分接開關(guān)2開關(guān)中的電機來改變?nèi)嘤休d分接開關(guān)的分接抽頭位置，在不中斷負載電流的情況下，由一個分接抽頭切換到另一個分接抽頭，來改變?nèi)嘧择钭儔浩鱅的有效匝數(shù)，即改變?nèi)嘧择钭儔浩鱅的電壓比，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的。如圖4所示，本實用新型的核心控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖，包括主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊，具體各部件模塊及功能如下I)主控MCU :采用現(xiàn)有市售產(chǎn)品，完成傳輸與控制、并發(fā)出控制信號驅(qū)動三相有載分接開關(guān)驅(qū)動模塊進行調(diào)壓動作，這些校準分析及計算程序為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的。2)數(shù)據(jù)采集模塊它包括電能計量芯片和信號處理電路，電能計量芯片采用高精度AD芯片，高精度AD芯片作為電壓電流計量使用，信號處理電路的作用是將輸入的電壓電流信息調(diào)理成高精度AD芯片內(nèi)能做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計算的信號，再將結(jié)果定時傳送給主控MCU，此部分采用了專業(yè)的高精度AD芯片。高精度AD芯片和信號處理電路為現(xiàn)有技術(shù)。3)溫度采集模塊采用PtlOO鉬電阻，外接直接貼近繞組和鐵芯可以快速響應(yīng)溫度變化，所述的Ptioo鉬電阻為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。4)數(shù)據(jù)存儲器此模塊對各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)進行存儲及查詢，可以采用各類存儲介質(zhì)，為現(xiàn)有技術(shù)。5)無線通訊模塊此模塊為433無線通訊。通過433無線通訊和智能掌上終端進行數(shù)據(jù)對接交互。6) GPRS通訊模塊此模塊為GPRS通訊。通過GPRS通訊和后臺主站進行實時數(shù)據(jù)交互。從而實現(xiàn)遠程或本地遙控、遙調(diào)、遙測等功能。7)有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊如圖10所示，有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊分為3部分電源、開關(guān)、MCU。其中電源為220V或380V交流電，開關(guān)為現(xiàn)有市售產(chǎn)品，MCU為現(xiàn)有市售產(chǎn)品，MCU與開關(guān)采用數(shù)據(jù)線連接，電源與開關(guān)采用銅導(dǎo)線連接。當電源接通后，經(jīng)MCU控制開關(guān)通斷對三相有載分接開關(guān)的電機進行驅(qū)動，這些指令為一般技術(shù)人員能實現(xiàn)的。如圖5所示，本實用新型的智能電源管理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。包括整流逆變模塊、電池和后備電源管理模塊，具體各部件模塊及功能如下I)整流逆變模塊整流逆變模塊是把供給智能調(diào)壓控制器的不穩(wěn)定交流電變?yōu)榉显O(shè)置的穩(wěn)定電壓，整流逆變模塊為現(xiàn)有技術(shù)；2)后備電源管理模塊為現(xiàn)有技術(shù)；是通過充放電管理電路對電池的充電和放電管理，其中主控MCU、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊工作電壓12V，有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動工作電壓220V或380V交流電。3)電池可以采用蓄電池，為現(xiàn)有技術(shù)；是作為當電源斷電后能夠不間斷供電的部件，也是起到穩(wěn)定電壓作用的部件。結(jié)合圖3、圖6所示，核心控制器包含主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊、溫度采集模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)驅(qū)動模塊；智能電源管理器包括整流逆變模塊、后備電源管理模塊和電池；其中三相自耦式變壓器的電壓、電流、溫度和三相有載分接開關(guān)的當前擋位等信息通過核心控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊的信號處理電路調(diào)理后送入電能計量芯片；核心控制器的主控MCU通過SPI通信總線控制電能計量芯片對該信號做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，以獲得該三相自耦式變壓器的電壓、電流、溫度和三相有載分接開關(guān)的當前擋位等信息；再次通過核心控制器的主控MCU進行精確判斷后，對驅(qū)動有載調(diào)壓分接開關(guān)模塊發(fā)出調(diào)壓控制指令，并驅(qū)動有載調(diào)壓分接開關(guān)電機改變?nèi)嘧择钍阶儔浩髋c三相有載分接開關(guān)的分接位置，從而改變?nèi)嘧择钭儔浩髯儽?，達到調(diào)整電壓的目的。與此同時三相自耦式變壓器的電源供給核心控制器使用；當三相自耦式變壓器電源輸出的電壓小于或大于設(shè)定的基準電壓時啟動整流逆變模塊，把三相自耦式變壓器電源的交流電通過整流逆變后穩(wěn)定在設(shè)定的基準電壓供給三相有載分接開關(guān)的電機使用，確保三相有載分接開關(guān)的電機不會因為電壓過低或過高而引起燒毀；當三相自耦式變壓器電源的交流電處于斷電狀態(tài)時啟動后備電源模塊及整流逆變模塊，把后備電源電池的12V或24V電壓通過整流逆變模塊穩(wěn)定在設(shè)定的基準電壓供給智能調(diào)壓控制器及三相有載分接開關(guān)的電機使用，從而調(diào)整三相有載分接開關(guān)自動回歸初始擋位，確保供電安全。其中設(shè)定的基準電壓為使用者自行設(shè)置。如圖7所示，本實用新型采用三相自耦變壓器、有載調(diào)壓分接開關(guān)、智能調(diào)壓控制器和智能掌上終端構(gòu)成一體化系統(tǒng)；智能掌上終端通過無線通訊模塊與智能調(diào)壓控制器進行無線對接；智能掌上終端可以方便使用者對智能調(diào)壓控制器進行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察三相自耦變壓器、有載調(diào)壓分接開關(guān)的運行狀態(tài)。如圖8所示，本實用新型采用三相自耦變壓器、有載調(diào)壓分接開關(guān)、智能調(diào)壓控制器和后臺分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)。后臺分析主站通過GPRS通訊模塊與智能調(diào)壓控制器進行無線對接；后臺分析主站可以方便使用者對智能調(diào)壓控制器進行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察三相自耦變壓器、有載調(diào)壓分接開關(guān)的運行狀態(tài)。如圖9所示，本實用新型采用三相自耦變壓器、三相有載分接開關(guān)、智能調(diào)壓控制器、智能掌上終端和后臺分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)。智能掌上終端通過無線通訊模塊與智能調(diào)壓控制器進行無線對接，智能掌上終端再通過USB接ロ與后臺分析主站進行對接；智能掌上終端和后臺分析主站可以同時對智能調(diào)壓控制器進行參數(shù)設(shè)置、手動控制及各種實時與歷史運行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場抄讀觀察三相自耦變壓器、三相有載分接開關(guān)的運行狀態(tài)，同時后臺分析主站也可以對智能掌上終端進行參數(shù)配置及設(shè)置；后臺分析主站為現(xiàn)有技木，它可以包括采用微軟操作系統(tǒng)的服務(wù)器和GPRS通訊模塊或其它通訊模塊、前置機和打印機等。
權(quán)利要求1.一種新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，包括三相自耦變壓器(I)和三相有載分接開關(guān)(2 )，其特征在于所述的三相自耦變壓器(I)與三相有載分接開關(guān)(2)連接；三相有載分接開關(guān)用控制電纜線與一智能調(diào)壓控制器(3)連接；三相自耦變壓器(I)中的電源與智能調(diào)壓控制器(3)連接；智能調(diào)壓控制器(3)包括核心控制器(11)、智能電源管理器(12)和電池，所述的核心控制器(11)與智能電源管理器(12 )和電池(13 )連接；核心控制器連接三相自耦變壓器(1)，智能電源管理器(12)與三相有載分接開關(guān)(2)連接；電池(13)與智能電源管理器(12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特征在于所述核心控制器(11)包括主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊，所述的數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊均接到主控MCU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特征在于智能電源管理器(12)包括整流逆變模塊和后備電源管理模塊，整流逆變模塊與三相自耦變壓器(I)連接，后備電源管理模塊一方面與整流逆變模塊連接，另一方面連接電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊包括電能計量芯片和信號處理電路，核心控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊采集三相自耦式變壓器的電壓、電流、溫度和三相有載分接開關(guān)的當前擋位信息經(jīng)過信號處理電路調(diào)理后送入電能計量芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，其特征在于有載調(diào)壓分接開關(guān)電機驅(qū)動模塊包括電源、開關(guān)和MCU ； MCU與開關(guān)采用數(shù)據(jù)線連接，電源與開關(guān)采用銅導(dǎo)線連接。
專利摘要本實用新型公開一種新型的自適應(yīng)調(diào)壓裝置，包括三相自耦變壓器和三相有載分接開關(guān)，其特點為所述的三相自耦變壓器與三相有載分接開關(guān)連接；三相有載分接開關(guān)用控制電纜線與一智能調(diào)壓控制器連接；三相自耦變壓器中的電源與智能調(diào)壓控制器連接；智能調(diào)壓控制器包括核心控制器、智能電源管理器和電池，所述的核心控制器與智能電源管理器和電池連接；核心控制器連接三相自耦變壓器，智能電源管理器與三相有載分接開關(guān)連接；電池與智能電源管理器連接。本實用新型實現(xiàn)了通過跟蹤線路電壓變化，控制調(diào)節(jié)有載調(diào)壓分接開關(guān)檔位從而能改變自耦變壓器二次側(cè)電壓輸出穩(wěn)定在10kV。
文檔編號H02J9/06GK202872372SQ20122054077
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者易智勇, 傅謙, 羅吉付, 余輝生 申請人:福建陽谷智能技術(shù)有限公司