一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，包括單相調(diào)壓控制器、交流接觸器、穩(wěn)壓逆變管理器、單相自耦變壓器和塑殼斷路器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為所述的單相調(diào)壓控制器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，塑殼斷路器與穩(wěn)壓逆變管理器用銅導(dǎo)線連接，穩(wěn)壓逆變管理器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，交流接觸器與單相自耦變壓器用銅導(dǎo)線連接。單相調(diào)壓控制器自動(dòng)跟蹤單相線路上的電壓變化來控制相應(yīng)通道的交流接觸器開合閘以改變單相自耦變壓器中的分接抽頭位置，從而改變單相自耦變壓器變比，來改變單相自耦變壓器的有效匝數(shù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；穩(wěn)壓逆變管理器能把從塑殼斷路器的火線和零線輸入的不穩(wěn)定電壓調(diào)整為穩(wěn)定的輸出電壓供給交流接觸器使用。本發(fā)明達(dá)到智能調(diào)壓目的。
【專利說明】一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓器，尤其涉及一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)村配網(wǎng)中0.4KV饋線在中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中處于電網(wǎng)末端，直接和用戶相連。在農(nóng)村低電網(wǎng)中本身就存在用戶接線線徑細(xì)、線路長(zhǎng)、負(fù)荷分配不合理等情況。近幾年，隨著家電三下鄉(xiāng)的大力推廣，農(nóng)村家庭在原有的用電環(huán)境下，大量的大功率單相用電設(shè)備進(jìn)入平常百姓家庭，加大了農(nóng)村用電的不穩(wěn)定性，使得線路末端電壓偏小，無法正常啟動(dòng)用電設(shè)備，造成用電困擾。
[0003]因此，如何提高農(nóng)村配網(wǎng)電能質(zhì)量，如何改善末端用戶的用電質(zhì)量，如何保護(hù)末端用戶的電器設(shè)備，已是農(nóng)村中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中的重點(diǎn)問題。開發(fā)出一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，是解決上述問題的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述發(fā)現(xiàn)的問題，提供一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)及其調(diào)壓方法。實(shí)現(xiàn)了可以自動(dòng)通過單相調(diào)壓控制器采集線路電壓分析比較，發(fā)出相應(yīng)指令自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)通道交流接觸器開合閘來改變分接開關(guān)檔位從而改變單相自耦變壓器二次側(cè)電壓輸出穩(wěn)定在合格電壓的系統(tǒng)。它可以根據(jù)實(shí)際線路電壓環(huán)境設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)比例，對(duì)輸入電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，特別適用于壓降大、低電壓嚴(yán)重的單相線路，將這種單相調(diào)壓變壓裝置串聯(lián)在0.4kV線路的后端，在一定范圍內(nèi)對(duì)單相線路電壓進(jìn)行調(diào)整，保證用戶的供電電壓合格，減少低壓電器的損壞。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，包括單相調(diào)壓控制器、交流接觸器、穩(wěn)壓逆變管理器、單相自耦變壓器和塑殼斷路器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為所述的單相調(diào)壓控制器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，塑殼斷路器與穩(wěn)壓逆變管理器用銅導(dǎo)線連接，穩(wěn)壓逆變管理器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，交流接觸器與單相自耦變壓器用銅導(dǎo)線連接。
[0006]所述的單相調(diào)壓控制器自動(dòng)跟蹤單相線路上的電壓變化來控制相應(yīng)通道的交流接觸器開合閘以改變單相自耦變壓器中的分接抽頭位置，從而改變單相自耦變壓器變比，來改變單相自耦變壓器的有效匝數(shù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；穩(wěn)壓逆變管理器能把從塑殼斷路器的火線和零線輸入的不穩(wěn)定電壓調(diào)整為穩(wěn)定的輸出電壓供給交流接觸器使用。
[0007]所述的單相調(diào)壓控制器包括主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)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(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊分別與主控MCU連接。
[0008]所述的穩(wěn)壓逆變管理器包括開關(guān)電源模塊和逆變器，所述開關(guān)電源模塊與逆變器采用銅導(dǎo)線連接；其中的開關(guān)電源模塊是將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，其中的逆變器是把單相線路上采集的交流電壓通過開關(guān)電源模塊調(diào)整為12V直流電壓后再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓。
[0009]還包括智能掌上終端，所述的智能掌上終端通過無線通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
[0010]還包括后臺(tái)分析主站，所述的后臺(tái)分析主站通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
[0011]還包括智能掌上終端和后臺(tái)分析主站，所述的智能掌上終端通過無線通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接；所述的后臺(tái)分析主站通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
[0012]在單相線路上的火線、零線通過銅導(dǎo)線接入穩(wěn)壓逆變管理器的開關(guān)電源模塊后，開關(guān)電源模塊將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，穩(wěn)壓逆變管理器中的逆變器把調(diào)整后的12V直流電壓再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓供給相應(yīng)通道的交流接觸器使用；單相線路上的火線、零線接入單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計(jì)量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理成電能計(jì)量芯片能用的信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得單相電壓偏低或偏高信息，再通過SPI通信總線將單相電壓偏低或偏高信息定時(shí)傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計(jì)算出合適的單相自耦變壓器檔位形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)，該合適的單相自耦變壓器檔位是指把線路上的不合格電壓調(diào)整為合格電壓的檔位；主控MCU把上述計(jì)算出合適的調(diào)整檔位策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)交流接觸器動(dòng)作能力的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器的開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈與變壓器繞組的分接位置，從而改變單相自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓；其中一個(gè)獨(dú)立交流接觸器的兩進(jìn)線端相應(yīng)連接進(jìn)線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，兩出線端相應(yīng)連接出線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，其兩控制端相應(yīng)連接單相調(diào)壓控制器的交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊上的相應(yīng)出線端上；其中單相調(diào)壓控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊通過銅導(dǎo)連接到進(jìn)線側(cè)的單相線路的火線，零線以及單相調(diào)壓變壓裝置的塑殼斷路器，當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集單相線路上的電壓為合格電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器并斷開連接至單相自耦變壓器分接檔位的交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓器裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電；當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集到塑殼斷路器輸出端無電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電。
[0013]本發(fā)明所述的交流接觸器輸出端通過銅導(dǎo)線連接至變壓器繞組中引出的接頭后，通過單相調(diào)壓控制器采集電壓比較輸出信號(hào)，控制不同通道的交流接觸器開合閘，使得改變連接變壓器繞組的分接頭，來改變有效匝數(shù)，即改變變壓器的電壓比，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。所述的單相自耦式變壓器是一種包含串勵(lì)線圈、并勵(lì)線圈的自耦式變壓器，其中串勵(lì)線圈是一個(gè)有多個(gè)抽頭的繞組，這些抽頭通過交流接觸器改變分接位置，從而改變自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的；并勵(lì)線圈為自耦變壓器的公共繞組，產(chǎn)生傳遞能量的磁場(chǎng)；所述的塑殼斷路器是能夠保證設(shè)備的正常通斷，具有短路保護(hù)等功能，保護(hù)線路和裝置不受損壞；所述的穩(wěn)壓逆變管理器主要是由開關(guān)電源模塊和逆變器組成，通過穩(wěn)壓逆變管理器將線路上不穩(wěn)定的交流電壓調(diào)整為穩(wěn)定的合格電壓，供給于交流接觸器使用，保證交流接觸器的可靠運(yùn)行。所述的單相調(diào)壓控制器是采集單相線路的電壓進(jìn)行分析比較，發(fā)出指令控制交流接觸器正常開合閘進(jìn)行調(diào)壓動(dòng)作。
[0014]所述的溫度監(jiān)測(cè)模塊是采集單相調(diào)壓變壓器裝置中的環(huán)境溫度、單相調(diào)壓變壓器的自身溫度以及單相調(diào)壓控制器的自身溫度；所述的交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊是經(jīng)由MCU發(fā)出調(diào)壓控制指令驅(qū)動(dòng)交流接觸器的開合閘動(dòng)作對(duì)單相自耦變壓器進(jìn)行調(diào)壓；所述的穩(wěn)壓逆變管理器包含開關(guān)電源模塊和逆變器，穩(wěn)壓逆變管理器是通過開關(guān)電源模塊和逆變器將線路上不穩(wěn)定的交流電壓調(diào)整為符合要求的穩(wěn)定電壓，供給于交流接觸器使用，保證交流接觸器的可靠運(yùn)行。其中的開關(guān)電源模塊是將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，其中的逆變器是把單相線路上采集的交流電壓通過開關(guān)電源模塊調(diào)整為12V直流電壓后再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓。
[0015]本發(fā)明所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)的調(diào)壓方法，包括如下步驟:1)單相線路上的火線、零線通過銅導(dǎo)線接入穩(wěn)壓逆變管理器的開關(guān)電源模塊后，開關(guān)電源模塊將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，穩(wěn)壓逆變管理器中的逆變器把調(diào)整后的12V直流電壓再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓供給相應(yīng)通道的交流接觸器使用，確保了交流接觸器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行；2)單相線路上的火線、零線接入單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計(jì)量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理成電能計(jì)量芯片可用的信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以便獲得單相電壓偏低或偏高信息，再通過SPI通信總線將單相電壓偏低或偏高信息定時(shí)傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計(jì)算出合適的單相自耦變壓器檔位形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)，該合適的單相自耦變壓器檔位是指把線路上的不合格電壓調(diào)整為根據(jù)實(shí)際所需的合格電壓的檔位；3)主控MCU把計(jì)算出合適的調(diào)整檔位策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)交流接觸器動(dòng)作能力的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器的開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈與變壓器繞組的分接位置，從而改變單相自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓；4)其中一個(gè)獨(dú)立交流接觸器的兩進(jìn)線端相應(yīng)連接進(jìn)線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，兩出線端相應(yīng)連接出線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，其兩控制端相應(yīng)連接單相調(diào)壓控制器的交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊上的相應(yīng)出線端上；其中單相調(diào)壓控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊通過銅導(dǎo)連接到進(jìn)線側(cè)的單相線路的火線，零線以及單相調(diào)壓變壓裝置的塑殼斷路器，當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集單相線路上的電壓為合格電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器并斷開連接至單相自耦變壓器分接檔位的交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓器裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電；當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集到塑殼斷路器輸出端無電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電。
[0016]其中的智能掌上終端和后臺(tái)分析主站能對(duì)單相調(diào)壓控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)，后臺(tái)分析主站能對(duì)智能掌上終端進(jìn)行參數(shù)配置及設(shè)置。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的單相調(diào)壓變壓器裝置采集單相線路上的交流電壓信息，可以自動(dòng)通過跟蹤線路電壓變化，通過單相調(diào)壓控制器邏輯運(yùn)算分析比較，對(duì)相應(yīng)通道的交流接觸器發(fā)出動(dòng)作指令，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈分接檔位，從而改變單相自耦變壓器的電壓變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的。
[0018]本發(fā)明在正常閉合塑殼斷路器時(shí)，單相線路上的不合格交流電壓通過穩(wěn)壓逆變管理器后穩(wěn)定在合格的220V電壓供給各個(gè)通道的交流接觸器使用，確保交流接觸器開關(guān)不會(huì)因?yàn)殡妷哼^低或過高而引起不可靠動(dòng)作；保證輸出穩(wěn)定的控制電壓供交流接觸器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，確保單相調(diào)壓變壓器裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0019]本發(fā)明采用單相調(diào)壓變壓器裝置、智能掌上終端及后臺(tái)分析主站連接構(gòu)成一體化系統(tǒng)，方便使用者進(jìn)行設(shè)置參數(shù)、手動(dòng)控制及獲取單相調(diào)壓變壓器裝置的各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相調(diào)壓變壓器裝置的運(yùn)行狀態(tài)；智能掌上終端可以方便使用者對(duì)單相調(diào)壓變壓裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)；很方便地通過GPRS與后臺(tái)分析主站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，了解單相調(diào)壓變壓器裝置的運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的單相調(diào)壓變壓裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的單相調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的穩(wěn)壓逆變管理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的單相調(diào)壓變壓裝置的工作原理框圖。
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合智能掌上終端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合后臺(tái)分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖7為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合智能掌上終端和后臺(tái)分析主站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)拓補(bǔ)圖和工作原理及工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明:
如圖1所示，本發(fā)明所述實(shí)施例的單相調(diào)壓變壓裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中:單相調(diào)壓控制器1，交流接觸器2，穩(wěn)壓逆變管理器3，單相自耦變壓器4，塑殼斷路器5。其中單相調(diào)壓控制器I為現(xiàn)有技術(shù)也可以為采用本發(fā)明下面所述的專有技術(shù)。其中單相調(diào)壓控制器I與交流接觸器2用銅導(dǎo)線連接，塑殼斷路器5與穩(wěn)壓逆變管理器3用銅導(dǎo)線連接，穩(wěn)壓逆變管理器3與交流接觸器2用銅導(dǎo)線連接，交流接觸器2與單相自耦變壓器4用銅導(dǎo)線連接，所述的交流接觸器2可以采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的交流接觸器并聯(lián)組成。單相調(diào)壓控制器I自動(dòng)跟蹤單相線路上的電壓變化來控制相應(yīng)通道的交流接觸器2開合閘以改變單相自耦變壓器中的分接抽頭位置，從而改變單相自耦變壓器變比，來改變單相自耦變壓器4的有效匝數(shù)，即改變單相自耦變壓器的電壓比，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。穩(wěn)壓逆變管理器3能把從塑殼斷路器5的火線L和零線N輸入的不穩(wěn)定電壓調(diào)整為穩(wěn)定的輸出電壓供給交流接觸器2使用，確保了交流接觸器2的可靠運(yùn)行。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明所述實(shí)施例的單相調(diào)壓控制器的結(jié)構(gòu)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(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)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(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊分別與主控MCU連接，上述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(hào)驅(qū)動(dòng)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行調(diào)壓動(dòng)作，這些校準(zhǔn)分析及計(jì)算程序?yàn)橐话慵夹g(shù)人員能實(shí)現(xiàn)的。
[0029]2)數(shù)據(jù)采集模塊:它包括電能計(jì)量芯片和信號(hào)處理電路，電能計(jì)量芯片采用高精度AD芯片，高精度AD芯片作為電壓電流計(jì)量使用，信號(hào)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(jì)算的信號(hào)，再將結(jié)果定時(shí)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(hào)處理電路為現(xiàn)有技術(shù)。
[0030]3)溫度采集模塊:單相調(diào)壓控制器溫度分為兩部分，一部分采集單相調(diào)壓控制器的自身溫度采用常規(guī)的熱敏電阻(探頭)，AD采樣分壓值，快速響應(yīng)溫度變化，常規(guī)的熱敏電阻(探頭)為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。一部分采集整機(jī)的溫度采用PtlOO鉬電阻，外接直接掛在箱體內(nèi)沿的面壁上可以快速響應(yīng)溫度變化，所述的PtlOO鉬電阻為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。
[0031]4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:此模塊對(duì)各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及查詢，可以采用各類存儲(chǔ)介質(zhì)，為現(xiàn)有技術(shù)。
[0032]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(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接交互。
[0033]6) GPRS通訊模塊:此模塊為GPRS通訊。通過GPRS通訊和后臺(tái)分析主站進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程或本地遙控、遙調(diào)、遙測(cè)等功能。
[0034]7)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊:此模塊為一般開關(guān)電路，當(dāng)主控MCU發(fā)出控制信號(hào)指令時(shí)，供電電源提供12V的電壓供給開關(guān)電路使用，使得開關(guān)電路閉合，這些開關(guān)電路為一般技術(shù)人員能實(shí)現(xiàn)的。
[0035]如圖3所示，本發(fā)明的穩(wěn)壓逆變管理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理框圖，穩(wěn)壓逆變管理器包括圖中的開關(guān)電源模塊31和逆變器32，所述開關(guān)電源模塊31與逆變器32采用銅導(dǎo)線連接。其中的開關(guān)電源模塊31是將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，開關(guān)電源模塊31為一般技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)的技術(shù)產(chǎn)品。其中的逆變器32是把單相線路上采集的交流電壓通過開關(guān)電源模塊31調(diào)整為12V直流電壓后再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓，逆變器為市面上現(xiàn)有產(chǎn)品。
[0036]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的單相調(diào)壓變壓裝置的具體工作原理框圖，其中單相調(diào)壓變壓器裝置包含交流接觸器、單相自耦變壓器、塑殼斷路器、穩(wěn)壓逆變管理器和單相調(diào)壓控制器。其中穩(wěn)壓逆變管理器包含開關(guān)電源模塊和逆變器，單相線路上的火線L、零線N通過銅導(dǎo)線接入穩(wěn)壓逆變管理器的開關(guān)電源模塊后，開關(guān)電源模塊將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，穩(wěn)壓逆變管理器中的逆變器把調(diào)整后的12V直流電壓再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓供給相應(yīng)通道的交流接觸器使用，確保了交流接觸器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行；單相調(diào)壓控制器包含主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊、溫度采集模塊和交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊，單相線路上的火線L、零線N接入單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計(jì)量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片(高精度AD芯片)對(duì)通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理成電能計(jì)量芯片可用的信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以便獲得單相電壓偏低或偏高等信息，再通過SPI通信總線將單相電壓偏低或偏高等信息定時(shí)傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計(jì)算出合適的單相自耦變壓器檔位形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)，該合適的單相自耦變壓器檔位是指把線路上的不合格電壓調(diào)整為合格電壓的檔位。主控MCU把計(jì)算出合適的調(diào)整檔位策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)交流接觸器動(dòng)作能力的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器的開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈與變壓器繞組的分接位置，從而改變單相自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓的目的。其中合格的電壓為198疒235V之間，如單相自耦變壓器的第I個(gè)檔位是調(diào)整+25V，單相自耦變壓器的第2個(gè)檔位是調(diào)整+40V，該單相自耦變壓器的檔位根據(jù)實(shí)際需要定義可以無限擴(kuò)展。如根據(jù)以上定義的單相自耦變壓器的第I個(gè)檔位是調(diào)整+25V，單相自耦變壓器的第2個(gè)檔位是調(diào)整+40V。若單相線路上的電壓為195V時(shí)，此時(shí)合適的單相自耦變壓器檔位為第I檔，合適的調(diào)整檔位策略就是發(fā)出驅(qū)動(dòng)單相自耦變壓器在第I檔位閉合的控制信號(hào)；若線路上的電壓為180V時(shí)，此時(shí)合適的單相自耦變壓器檔位為第2檔，合適的調(diào)整檔位策略就是發(fā)出驅(qū)動(dòng)單相自耦變壓器在第I檔位閉合的控制信號(hào)，以上為合適的單相自耦變壓器檔位和合適的調(diào)整檔位策略說明。其中一個(gè)獨(dú)立交流接觸器進(jìn)線端Inl，In2直接連接進(jìn)線側(cè)的單相線路上的火線L、零線N上，出線端O1,02直接連接出線側(cè)的單相線路上的火線L、零線N，其控制端K1;K2連接單相調(diào)壓控制器的交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊上的出線端Ku KN。其中單相調(diào)壓控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊通過銅導(dǎo)線連接到進(jìn)線側(cè)的單相線路的火線，零線以及單相調(diào)壓變壓裝置的塑殼斷路器，當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集單相線路上的電壓為合格電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器并斷開連接至單相自耦變壓器分接檔位的交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓器裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電；當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集到塑殼斷路器輸出端無電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電。
[0037]如圖5所示，本發(fā)明采用單相調(diào)壓變壓裝置和智能掌上終端構(gòu)成一體化系統(tǒng)；智能掌上終端通過433MHz無線通訊模塊與單相調(diào)壓變壓裝置中的單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接；智能掌上終端可以方便使用者對(duì)單相調(diào)壓變壓裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)。
[0038]如圖6所示，本發(fā)明采用單相調(diào)壓變壓裝置和GPRS后臺(tái)分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)。后臺(tái)分析主站通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓變壓裝置的單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接；后臺(tái)分析主站可以方便使用者對(duì)單相調(diào)壓變壓裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)。
[0039]如圖7所示，本發(fā)明采用單相調(diào)壓變壓裝置、智能掌上終端和后臺(tái)分析主站構(gòu)成一體化系統(tǒng)。智能掌上終端可以通過433MHz無線通訊模塊與單相調(diào)壓變壓裝置進(jìn)行無線對(duì)接，智能掌上終端還可以與后臺(tái)分析主站進(jìn)行對(duì)接，后臺(tái)分析主站也通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓變壓裝置的單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接；智能掌上終端和后臺(tái)分析主站可以同時(shí)對(duì)單相調(diào)壓變壓裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)后臺(tái)分析主站也可以對(duì)智能掌上終端進(jìn)行參數(shù)配置及設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，包括單相調(diào)壓控制器、交流接觸器、穩(wěn)壓逆變管理器、單相自耦變壓器和塑殼斷路器，其特征在于，所述的單相調(diào)壓控制器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，塑殼斷路器與穩(wěn)壓逆變管理器用銅導(dǎo)線連接，穩(wěn)壓逆變管理器與交流接觸器用銅導(dǎo)線連接，交流接觸器與單相自耦變壓器用銅導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，單相調(diào)壓控制器自動(dòng)跟蹤單相線路上的電壓變化來控制相應(yīng)通道的交流接觸器開合閘以改變單相自耦變壓器中的分接抽頭位置，從而改變單相自耦變壓器變比，來改變單相自耦變壓器的有效匝數(shù)，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓；穩(wěn)壓逆變管理器能把從塑殼斷路器的火線和零線輸入的不穩(wěn)定電壓調(diào)整為穩(wěn)定的輸出電壓供給交流接觸器使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，所述的單相調(diào)壓控制器包括主控MCU、數(shù)據(jù)采集模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)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(chǔ)器、無線通訊模塊、GPRS通訊模塊和交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊分別與主控MCU連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，穩(wěn)壓逆變管理器包括開關(guān)電源模塊和逆變器，所述開關(guān)電源模塊與逆變器采用銅導(dǎo)線連接；其中的開關(guān)電源模塊是將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，其中的逆變器是把單相線路上采集的交流電壓通過開關(guān)電源模塊調(diào)整為12V直流電壓后再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括智能掌上終端，所述的智能掌上終端通過無線通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括后臺(tái)分析主站，所述的后臺(tái)分析主站通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括智能掌上終端和后臺(tái)分析主站，所述的智能掌上終端通過無線通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接；所述的后臺(tái)分析主站通過GPRS通訊模塊與單相調(diào)壓控制器進(jìn)行無線對(duì)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)，其特征在于，單相線路上的火線、零線通過銅導(dǎo)線接入穩(wěn)壓逆變管理器的開關(guān)電源模塊后，開關(guān)電源模塊將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，穩(wěn)壓逆變管理器中的逆變器把調(diào)整后的12V直流電壓再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓供給相應(yīng)通道的交流接觸器使用；單相線路上的火線、零線接入單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計(jì)量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理成電能計(jì)量芯片能用的信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以獲得單相電壓偏低或偏高信息，再通過SPI通信總線將單相電壓偏低或偏高信息定時(shí)傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計(jì)算出合適的單相自耦變壓器檔位形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)，該合適的單相自耦變壓器檔位是指把線路上的不合格電壓調(diào)整為合格電壓的檔位；主控MCU把上述計(jì)算出合適的調(diào)整檔位策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)交流接觸器動(dòng)作能力的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器的開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈與變壓器繞組的分接位置，從而改變單相自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓；其中一個(gè)獨(dú)立交流接觸器的兩進(jìn)線端相應(yīng)連接進(jìn)線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，兩出線端相應(yīng)連接出線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，其兩控制端相應(yīng)連接單相調(diào)壓控制器的交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊上的相應(yīng)出線端上；其中單相調(diào)壓控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊通過銅導(dǎo)連接到進(jìn)線側(cè)的單相線路的火線，零線以及單相調(diào)壓變壓裝置的塑殼斷路器，當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集單相線路上的電壓為合格電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器并斷開連接至單相自耦變壓器分接檔位的交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓器裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電；當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集到塑殼斷路器輸出端無電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電。
9.權(quán)利要求1-8任一所述的一種新型的單相調(diào)壓變壓系統(tǒng)的調(diào)壓方法，包括如下步驟:1)單相線路上的火線、零線通過銅導(dǎo)線接入穩(wěn)壓逆變管理器的開關(guān)電源模塊后，開關(guān)電源模塊將采集的單相線路上的交流電壓調(diào)整為12V的直流電壓，穩(wěn)壓逆變管理器中的逆變器把調(diào)整后的12V直流電壓再次轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定合格的220V交流電壓供給相應(yīng)通道的交流接觸器使用，確保了交流接觸器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行；2)單相線路上的火線、零線接入單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊后，通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理后送入數(shù)據(jù)采集模塊的電能計(jì)量芯片，主控MCU通過SPI通信總線控制電能計(jì)量芯片對(duì)通過數(shù)據(jù)采集模塊的信號(hào)處理電路調(diào)理成電能計(jì)量芯片可用的信號(hào)做精確模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換及計(jì)算，以便獲得單相電壓偏低或偏高信息，再通過SPI通信總線將單相電壓偏低或偏高信息定時(shí)傳送給主控MCU，主控MCU再經(jīng)過調(diào)整算法，計(jì)算出合適的單相自耦變壓器檔位形成相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)，該合適的單相自耦變壓器檔位是指把線路上的不合格電壓調(diào)整為根據(jù)實(shí)際所需的合格電壓的檔位；3)主控MCU把計(jì)算出合適的調(diào)整檔位策略由I/O 口發(fā)出邏輯控制信號(hào)，經(jīng)交流接觸器開關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為具有驅(qū)動(dòng)交流接觸器動(dòng)作能力的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)通道的交流接觸器的開合閘來改變單相自耦式變壓器的串勵(lì)線圈與變壓器繞組的分接位置，從而改變單相自耦變壓器變比，達(dá)到調(diào)整電壓；4)其中一個(gè)獨(dú)立交流接觸器的兩進(jìn)線端相應(yīng)連接進(jìn)線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，兩出線端相應(yīng)連接出線側(cè)的單相線路上的火線、零線上，其兩控制端相應(yīng)連接單相調(diào)壓控制器的交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊上的相應(yīng)出線端上；其中單相調(diào)壓控制器中的數(shù)據(jù)采集模塊通過銅導(dǎo)連接到進(jìn)線側(cè)的單相線路的火線，零線以及單相調(diào)壓變壓裝置的塑殼斷路器，當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集單相線路上的電壓為合格電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器并斷開連接至單相自耦變壓器分接檔位的交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓器裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電；當(dāng)單相調(diào)壓控制器的數(shù)據(jù)采集模塊采集到塑殼斷路器輸出端無電壓時(shí)，主控MCU對(duì)交流接觸器驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出指令，閉合獨(dú)立交流接觸器，此時(shí)單相調(diào)壓變壓裝置處于斷開狀態(tài)，線路正常供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)壓方法，其特征在于，其中的智能掌上終端和后臺(tái)分析主站能對(duì)單相調(diào)壓控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)控制及各種實(shí)時(shí)與歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，方便現(xiàn)場(chǎng)抄讀觀察單相自耦變壓器、交流接觸器的開合閘運(yùn)行狀態(tài)，后臺(tái)分析主站能對(duì)智能掌上終端進(jìn)行參數(shù)配置及設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H02J3/12GK103606927SQ201310632898
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月1日
【發(fā)明者】易智勇, 劉何志偉, 王功焰 申請(qǐng)人:福建陽谷智能技術(shù)有限公司