一种应用于配电网的调压系统及安装结构的制作方法

本发明涉及配电网调压，特别涉及一种应用于配电网的调压系统及安装结构。

背景技术：

1、随着光伏发电、风电、储能系统等新能源发电系统接入低压配电网，推动了清洁能源发电转型，同时，也给低压配电网安全带来了挑战。由于低压配电网线路的阻抗大和供电距离长的特点，造成了其节点电压对于以光伏发电为代表的分布式能源的功率波动极为敏感，易造成电压波动频繁，所以一般设置调压装置来稳压，现有的在ac/ac的调压装置，一般需要多组继电器实现不同电压档位切换的场合，继电器通常采用独立控制方式，每个继电器配置独立的驱动电路和控制i/o口，随着调压档位增多，控制芯片i/o资源消耗成倍增长，驱动电路数量随之增加，导致控制板布局复杂、成本上升、扩展性受限。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于配电网的调压系统及安装结构，以解决上述现有技术存在的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种应用于配电网的调压系统，包括输入端vi、输出端vo、保险丝f1、保险丝f3、磁保持继电器k1、磁保持继电器k6、调压电容c217、滤波电感l16、滤波电感l15、第一调压单元、第二调压单元和电压采样模块，输入端vi分别连接保险丝f1的一端、磁保持继电器k1的第三引脚和磁保持继电器k6的第三引脚，保险丝f1的另一端分别连接调压电容c217的一端和滤波电感l16的一端；滤波电感l16的另一端连接第一调压单元，调压电容c217的另一端分别连接滤波电感l15的一端和保险丝f3的一端，保险丝f3的另一端分别连接输出端vo、磁保持继电器k1的第四引脚和磁保持继电器k6的第四引脚，滤波电感l15的另一端连接第二调压单元，电压采样模块连接滤波电感l15的另一端，用于采集输出侧电压信号。

4、通过采用上述技术方案，磁保持继电器k1和磁保持继电器k6并联构成磁保持继电器阵列，其中一个继电器阵列需要一个i/o口输出驱动信号，不采用继电器阵列的两个继电器需要两个i/o口输出驱动信号，因此，可以将节省i/o端口，从而使得将控制芯片的i/o资源用于更核心的部分，当电网电压处于正常范围时，磁保持继电器k1、磁保持继电器k6闭合，电流直接从输入端vi流向输出端vo，降低系统损耗；当电压越限需要调节时，磁保持继电器k1、磁保持继电器k6断开，电流经保险丝f1、滤波电感l16、第一调压单元、调压电容c217、滤波电感l15、第二调压单元和保险丝f3构成调压回路，通过第一调压单元和第二调压单元中磁保持继电器的切换组合，经调压主回路对输入电压进行调节后输出，使输出电压恢复至正常范围，滤波电感l16、滤波电感l15与调压电容c217构成低通滤波网络，抑制开关切换产生的高频谐波，电压采样模块实时采集输出侧电压，为闭环调压控制提供反馈信号。

5、在进一步的实施例中，所述第一调压单元包括高压端子vh、低压端子vl、磁保持继电器k3、磁保持继电器k7、磁保持继电器k8、磁保持继电器k2、补偿电容c74和补偿电容c25，高压端子vh分别连接磁保持继电器k3的第四引脚、磁保持继电器k7的第四引脚和补偿电容c74的一端，补偿电容c74的另一端连接保护地，低压端子vl分别连接磁保持继电器k8的第四引脚、磁保持继电器k2的第四引脚和补偿电容c25的一端，补偿电容c25的另一端连接保护地，磁保持继电器k3和磁保持继电器k7的第三引脚相互连接并共同连接滤波电感l16的另一端，磁保持继电器k8和磁保持继电器k2的第三引脚相互连接并共同连接滤波电感l16的另一端。

6、通过采用上述技术方案，第一调压单元采用双继电器并联结构，磁保持继电器k3与磁保持继电器k7并联构成高压侧开关组，磁保持继电器k8与磁保持继电器k2并联构成低压侧开关组，通过行列控制方式实现继电器阵列驱动，减少控制芯片i/o口占用数量，补偿电容c74和c25分别连接高压端子和低压端子对地，形成共模滤波网络，可以抑制开关动作产生的共模干扰和高频噪声，保护后级电路免受电磁干扰影响，并且磁保持继电器在状态切换后不需要持续供电即可保持当前状态，从而可以降低系统待机功耗。

7、在进一步的实施例中，所述第二调压单元包括高压端子vh、低压端子vl、磁保持继电器k4、磁保持继电器k9、磁保持继电器k5和磁保持继电器k10，高压端子vh分别连接磁保持继电器k4的第四引脚和磁保持继电器k9的第四引脚，低压端子vl分别连接磁保持继电器k5的第四引脚和磁保持继电器k10的第四引脚，磁保持继电器k4和磁保持继电器k9的第三引脚相互连接并共同连接滤波电感l15的另一端，磁保持继电器k5和磁保持继电器k10的第三引脚相互连接并共同连接滤波电感l15的另一端。

8、通过采用上述技术方案，第二调压单元与第一调压单元结构对称，形成双向调压能力，磁保持继电器k4与磁保持继电器k9并联构成高压侧开关组，磁保持继电器k5与磁保持继电器k10并联构成低压侧开关组，采用相同的继电器阵列控制方式，可以节约i/o口占用数量。

9、在进一步的实施例中，还包括共模浪涌保护单元，所述共模浪涌保护单元包括压敏电阻mov4、气体放电管gdt1和耦合电容c24，压敏电阻mov4的一端分别连接中性线n和耦合电容c24的一端，压敏电阻mov4的另一端连接气体放电管gdt1的一端，气体放电管gdt1的另一端连接耦合电容c24的另一端。

10、通过采用上述技术方案，压敏电阻mov4的一端连接中性线n，另一端连接气体放电管gdt1的一端，气体放电管gdt1的另一端连接保护地，耦合电容c24并联于mov4和gdt1串联支路的两端。压敏电阻mov4响应速度快，可在浪涌电压到达时迅速导通开始钳位；气体放电管gdt1通流能力大，可在浪涌能量持续注入时泄放大量电流，同时耦合电容c24为高频共模干扰信号提供额外低阻抗旁路通路，增强了保护单元对高频瞬态干扰的抑制能力。

11、在进一步的实施例中，所述电压采样模块包括采样电容c231、芯片u28、滤波电容c232、滤波电容c233、滤波电容c234、滤波电容c235、限流电阻r16、限流电阻r30和电感l19，采样电容c231的一端连接滤波电感l15的另一端，采样电容c231的另一端连接芯片u28，芯片u28分别与滤波电容c232的一端、滤波电容c233的一端、滤波电容c234的一端、滤波电容c235的一端、限流电阻r16的一端、限流电阻r30的一端和电感l19的一端，所述滤波电容c232的另一端、滤波电容c233的另一端、滤波电容c234的另一端、滤波电容c235的另一端分别接地，芯片u28接地，限流电阻r16的另一端连接v3-端，限流电阻r30的另一端连接v3+端，电感l19的另一端连接+5va端。

12、通过采用上述技术方案，采样电容c231的一端连接滤波电感l15的另一端，将输出侧的交流电压信号耦合至芯片u28，采样电容c231起到隔离直流偏置的作用，避免直流分量影响采样精度。芯片u28对输入的交流电压信号进行调理，将其转换为适合后级模数转换器采集的信号。芯片u28输出端配置有滤波电容c232、滤波电容c233、滤波电容c234、滤波电容c235接地，分别滤除不同频段的噪声和纹波，获得更纯净的采样信号，限流电阻r16和限流电阻r30分别串接于v3-端和v3+端，限制输出电流以保护后级采样电路，电感l19连接在+5va电源回路中，抑制电源线上的高频干扰串入芯片u28，从而实现对输出侧电压信号的采集和调理，为调压控制提供稳定可靠的反馈信号。

13、在进一步的实施例中，一种应用于配电网的调压系统的安装结构，包括基座，所述基座的顶部固定安装有安装板，所述安装板的顶部开设有容置槽，所述安装板的顶部前后对称固定安装有多个支撑柱，位于前侧的所述支撑柱的顶部固定安装有同一个第一固定板，位于后侧所述支撑柱的顶部固定安装有同一个第二固定板，所述第一固定板和第二固定板之间设置有左右对称的连接板，所述连接板的前端与第一固定板固定安装，所述连接板的后端与第二固定板固定安装，所述安装板的左侧固定安装有连接箱。

14、通过采用上述技术方案，基座用于承载安装板，并且可以将基座固定安装在电线杆上，安装板顶部的容置槽可以容纳大型的电气元件，第一固定板、第二固定板与两侧的连接板围合形成的空间，在配合支撑柱的高度，从而可以适配容置槽内较高的元件，左侧的连接箱可集中布置接线端子与外接线路，方便现场安装施工时进行线路接驳，也便于后续运维检修时快速排查线路故障。

15、在进一步的实施例中，所述连接箱的左侧敞开，所述连接箱的内右侧固定安装有导轨，所述导轨的方向为前后方向，所述导轨用于方便安装电气元件，所述连接箱的左侧铰接有柜门，位于右侧连接板上铰接有安装门，所述安装门位于第二固定板的顶部。

16、通过采用上述技术方案，连接箱左侧整体敞开并铰接有柜门，操作人员在日常巡检和故障处理时，打开柜门从而就可以进行维修，从而提高了维修的效率，连接箱内右侧固定的导轨沿前后方向水平延伸，断路器、中间继电器、接线端子排等电气元件可通过底座卡扣直接卡装于导轨上，并可沿导轨滑动自由调整安装间距，打开安装门后形成从装置顶部直接接触容置槽内的元件，从而可以方便对容置槽内的元件进行维修。

17、在进一步的实施例中，所述连接箱的内右侧固定安装有多个隔板，所述隔板位于导轨的顶部，所述连接箱内前后对称固定安装有第一连接座和第二连接座，所述第二连接座位于第一连接座的顶部，所述第一连接座之间固定安装有第一顶板，所述第二连接座之间固定安装有第二顶板，所述第一顶板和第二顶板与连接箱内右端面之间均留有间隔，所述第一顶板上开设有多个连接孔，所述连接孔用于安装电气元件，所述隔板位于第一顶板的右侧，所述连接箱的右侧开设有多个通孔，所述通孔位于第二顶板的右侧，所述通孔上穿设有接头，所述连接箱的内底端开设有避让孔，所述避让孔用于避让连接的电线

18、通过采用上述技术方案，第一顶板和第二顶板可分别用于安装不适用卡扣导轨安装的分立元件，不同电压等级的外接电缆从右侧通孔处的接头引入连接箱，分别接入对应分区内的接线端子，避免错接，底部的避让孔用于让出台内主回路与连接箱内端子排之间的连接线缆，避免线缆挤压受损。

19、综上所述，本发明具有以下有益效果：

20、1.通过采用磁保持继电器的阵列矩阵驱动方式，将所有磁保持继电器线圈分组连接为行列控制网络，相比传统每个继电器单独占用一个i/o口的独立驱动方式，减少了控制芯片的i/o资源消耗，降低了控制板布线复杂度和硬件成本，同时系统升级扩容时仅需扩展行列节点，不需要重新设计驱动电路。

21、2.通过双磁保持继电器并联组成每组开关组，单组通流能力提升为单只继电器的两倍，满足大电流负载的供电需求，同时双继电器结构提供了硬件冗余，当其中一只继电器出现故障无法正常导通时，另一只继电器仍可维持电流通路正常工作，避免设备因单一元件故障停机，提升了系统容错能力与供电连续性，保障配电网供电稳定。