[发明专利]一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备

说明书

技术领域

    本发明提供了一种节电稳压装置，特别是一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备。 

背景技术

 现有的稳压装置、电压补偿装置或者说电压控制装置由串联绕组和分路绕组构成，由同一铁芯缠绕而成，装有多个单绕组的变压器、其分路绕组中设有分接头，可以通过电力电子功率器件和继电器对任意电压进行切换，进而达到电压的转变。就像这样的例子，众所周知在现行的稳压装置中。在耗电结构中，切断分接头的时候由于残留的电磁能量的释放、会导致大量的冲击电流流出，同时在连接分接头时的瞬间也会产生大量浪涌电压。为防止产生的过大电流和高强电压对电力电子功率器件造成破坏而需采用耐高压电力电子功率器件，这样便增加了成本。 

尤其是，在原来的构造中，在打开分接头时，由于会受到不平衡负荷的影响，变压器的相平衡性被破坏，可能会使输入输出电压变为异常高压、导致危险发生。 

在现行的稳压装置中，虽然为了保持相电压的平衡，进行了绕组的交替组合，采用绕组互相缠绕的排列组合的方式，但将中性线与变压器内的绕组放在一起后，向一方流入的过大电流会产生对变压器自身造成损伤的危险，所以不采用将中性线放在一起的方式，在畅通的情况下，只实行电压转换。 

现行稳压装置中的分路绕组和串联绕组都是分别由一个个铁芯缠绕而成。因此，如前所述，将两者在同一铁芯缠绕时后，其产生的冲击电压和冲击电流之间将不会发生相间不平衡的问题。但是，分路绕组的构造为多绕组构造，用VA表示的分路绕组容量增加的同时，其容积也都会变大。尤其是分路绕组如果是多绕组构造，这种多绕组构造会使得变换效率低下、空载电流和负荷损失将增大、回路电力损失也将达到整体的5～10%。这样本想通过控制电压达到稳压目的的装置就违反了原本的目的。并且，在现行的稳压装置的分路绕组中，由于在2次侧设有多数的单个绕组装置，为了更换绕组而使电力电子功率器件的数量增多，从而使控制操作复杂化。 

发明内容

    本发明提供了一种系统节电优化电能自动调节电压稳压设备，其包括相线输入端、相线输出端以及零线端，其还包括一串联绕组、一分路绕组、第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件、一电抗器、第三组电力电子功率器件以及一并联绕组； 

所述串联绕组一端为相线输入端，其与所述并联绕组的首端连接，另一端为相线输出端；

所述分路绕组与所述串联绕组共用一个铁芯，所述分路绕组包括第一端接头、第二端接头以及若干抽头，所述第一组电力电子功率器件包括两个第一电力电子功率器件，所述第一端接头同时与所述两个第一电力电子功率器件的并联一端连接，所述两个第一电力电子功率器件的另一端分别连接所述相线输入端与零线输入端；

所述第二组电力电子功率器件包括若干第二电力电子功率器件，所述第二端接头与所述抽头分别与所述若干第二电力电子功率器件的一端连接，所述各第二电力电子功率器件的另一端并联后与所述电抗器的中心点连接；

所述第三组电力电子功率器件包括三对电力电子功率器件，每对由两只单向导通的第三电力电子功率器件组成，所述各对第三电力电子功率器件的一端反并联后分别接至并联绕组的中心点、首端、末端；另一端的正向输出端接电抗器的首端，逆向输出端接电抗器的末端；

该设备通过控制所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件的通断以及所述第三组电力电子功率器件组同时进行同向/逆向的切换，以改变电流方向，实现对所述输出相线端电压值的控制。

    较佳地，所述各第一组电力电子功率器件的各第一电力电子功率器件通过的电流值相等，所述第二组电力电子功率器件的各电力电子功率器件通过的电流值相等，所述各第三组电力电子功率器件的各对电力电子功率器件通过的电流值相等。 

较佳地，组成所述第三组电力电子功率器件的三对电力电子功率器件用于控制通过其中的电流方向进行正向、逆向的切换。 

较佳地，所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件通过导通与关断完成通过其中的电流的通断，其控制方式为电压过零导通，电流过零关断。 

较佳地，还包括一控制单元，所述控制单元分别与所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件、第三组电力电子功率器件的控制极连接；所述控制单元根据人机界面设定的基准电压自动调节所述输出端相线的电压值。控制所述第一组电力电子功率器件、第二组电力电子功率器件的通断、以及所述第三组电力电子功率器件组同时进行同向/逆向的切换，以改变电流方向。