容性交流電壓調節(jié)裝置和容性調壓供電設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種交流電壓調節(jié)裝置，具體地，涉及一種容性交流電壓調節(jié)裝 置和容性調壓供電設備。
【背景技術】
[0002] 在交流電網輸變、配、供、用電領域中，電壓是電能質量參數(shù)中最重要的指標，而對 于電壓的升降調節(jié)是這些領域中常見的技術需求。例如，將10kv的高壓輸電轉換為380V的 民用三相交流電或者轉換為入戶的單相220V電壓，都需要通過變壓或調壓設備來進行。
[0003] 現(xiàn)有的變壓調壓應用均采用了成熟的變壓器技術。變壓器的工作原理是，利用電 磁感應原理，通過原線圈和副線圈之間的磁耦合，用變壓器原副線圈的匝數(shù)比來控制原副 線圈的電壓有效值之比，實現(xiàn)變壓。由于實際變壓器在變壓過程中會產生一定的損耗，例 如，線圈發(fā)熱造成的損耗(銅損），鐵芯發(fā)熱造成的損耗(鐵損)和漏磁等，因而通常在采用變 壓器的變壓電路中增加無功補償電路，用來降低損耗、擴大容量和一定程度地提升輸出電 壓。但是無論是變壓器還是無功補償電路，均不能在變壓的同時起到穩(wěn)壓的作用，因此，轉 換后的變壓器輸出電壓(例如380V三相交流電或220V單相交流電）不穩(wěn)定，電能質量較差。
[0004] 此外，考慮到目前家用用電設備大多可以在低于220V的電壓下正常工作，以"一刀 切"的入戶電壓供電方式也會造成電能的浪費。 【實用新型內容】
[0005] 根據本實用新型的一方面，提供了一種容性交流電壓調節(jié)裝置，其包括:第一電容 器組件，以及第二電容器組件，第一電容器組件的一端與交流電源的第一輸出端電連接，其 另一端與第二電容器組件電連接;第二電容器組件的一端與第一電容器組件電連接，其另 一端與交流電源的第二輸出端連接;在第一電容器組件與第二電容器組件的電連接端和交 流電源的第二輸出端之間電連接負載，使得該負載與第二電容器組件并聯(lián)，其中，第一電容 器組件包括多個子電容器以及分別對應于該多個子電容器的多個開關，通過開關來控制子 電容器的投入和切斷，從而改變第一電容器組件的電容量。
[0006] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，第二電容器組件包括 多個子電容器以及分別對應于該多個子電容器的多個開關，通過開關來控制子電容器的投 入和切斷，從而改變第二電容器組件的電容量。
[0007] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，該容性交流電壓調節(jié) 裝置在第一電容器組件與第二電容器組件的電連接端和交流電源的第二輸出端之間設置 有與第二電容器組件串聯(lián)的開關。
[0008] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，第一電容器組件的多 個子電容器采用相同的電容器器件。
[0009] 根據本實用新型的另一方面，提供了一種容性調壓供電設備，其包括:前述的容性 交流電壓調節(jié)裝置，以及交流電源。
[0010] 根據本實用新型的又一方面，提供了一種容性交流電壓調節(jié)裝置，其包括:電容調 節(jié)單元，控制單元，其中，電容調節(jié)單元包括:第一電容器組件，以及第二電容器組件，第一 電容器組件的一端與交流電源的第一輸出端電連接，其另一端與第二電容器組件電連接； 第二電容器組件的一端與第一電容器組件電連接，其另一端與交流電源的第二輸出端連 接;在第一電容器組件與第二電容器組件的電連接端和交流電源的第二輸出端之間電連接 負載，使得該負載與第二電容器組件并聯(lián)，其中，第一電容器組件包括多個子電容器以及分 別對應于該多個子電容器的多個開關，通過開關來控制子電容器的投入和切斷，從而改變 第一電容器組件的電容量，控制單元檢測交流電壓的電壓、輸出到負載的電壓和/或電流， 并控制第一電容器組件的多個開關。
[0011] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，容性交流電壓調節(jié)裝 置還包括旁路開關，該旁路開關的一端電連接到第一電容器組件與第二電容器組件的電連 接端，該旁路開關的另一端電連接到交流電源的第一輸出端。
[0012] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，在第一電容器組件與 第二電容器組件的電連接端和交流電源的第二輸出端之間設置有與第二電容器組件串聯(lián) 的開關。
[0013] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，控制單元，在檢測到交 流電源的輸出電壓低于預先設定的負載輸出電壓要求，則通過與第二電容器組件串聯(lián)的開 關斷開第二電容器組件；在檢測到交流電源的輸出電壓高于預先設定的負載輸出電壓要 求，則通過與第二電容器組件串聯(lián)的開關接入第二電容器組件。
[0014] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置，可選地，在供電過程中，控制單 元基于輸出到負載的電壓和/或電流的變化來開關控制第一電容器組件的多個開關，從而 調整第一電容器組件的接入電容值。
[0015] 根據本實用新型的另一方面，提供了基于容性調壓電路的交流電壓調節(jié)方法，其 特征在于，容性調壓電路包括:第一電容器組件，以及第二電容器組件，第一電容器組件的 一端與交流電源的第一輸出端電連接，其另一端與第二電容器組件電連接;第二電容器組 件的一端與第一電容器組件電連接，其另一端與交流電源的第二輸出端連接;在第一電容 器組件與第二電容器組件的電連接端和交流電源的第二輸出端之間電連接負載，使得該負 載與第二電容器組件并聯(lián)，其中，第一電容器組件包括多個子電容器以及分別對應于該多 個子電容器的多個開關，通過開關來控制子電容器的投入和切斷，從而改變第一電容器組 件的電容量，交流電壓調節(jié)方法，包括:預先設定負載輸出電壓或負載輸出電壓范圍；閉合 旁路開關并檢測當前負載輸出電壓是否滿足預先設定的輸出電壓要求，并同時檢測交流電 源的輸出電壓;通過閉合第一電容器組件的多個開關以投入第一電容器組件的所有子電容 器;若檢測到的交流電源的輸出電壓低于預先設定的輸出電壓要求，則斷開第二電容器組 件，若檢測到的交流電源的輸出電壓高于預先設定的輸出電壓要求，則接入第二電容器組 件;斷開旁路開關;通過斷開第一電容器組件的開關來調整該第一電容器組件的接入電容 值。
[0016] 根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置和調節(jié)方法，能夠通過容性電路 變壓，同時減少了系統(tǒng)的無功需求，形成以電壓變換（即控制）為主，兼具補償功能的新思 路。該交流電壓調節(jié)裝置性能可靠、低成本、低功耗、易控制、可根據需要設置升降，并兼顧 系統(tǒng)無功平衡。此技術可有效改善供電質量并為節(jié)約電能帶來巨大空間。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單 地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用 新型的限制。
[0018] 圖1示出了根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置和調節(jié)方法的原理 圖；
[0019] 圖2A是圖1所示原理電路用于升壓的向量圖，圖2B是圖1所示原理電路用于降壓的 向量圖；
[0020] 圖3示出了圖1所示原理電路的一種變型；
[0021] 圖4示意性地示出了根據本實用新型實施例的一種容性交流電壓調節(jié)裝置的電路 圖；
[0022] 圖5示意性地示出了根據本實用新型實施例的另一種容性交流電壓調節(jié)裝置的電 路圖；
[0023] 圖6示意性地示出了應用根據本實用新型實施例的容性交流電壓調節(jié)裝置的供電 系統(tǒng)的原理框圖；
[0024] 圖7示意性地示出了將圖