一种基于双输入双输出双后备的低功耗有载调压控制器的制作方法

1.本实用新型涉及配电网电压质量技术领域，具体涉及一种基于双输入双输出双后备的低功耗有载调压控制器。


背景技术：

2.电压的稳定性是电能质量最重要的指标之一。目前，提高电压稳定性而采取的有效措施有：利用调相机和用户无功补偿装置等调整无功功率，并结合变压器调节电压。而在无功电源充裕的电网中，带负荷调节变压器绕组是保证电力用户获得良好电压质量的重要技术手段。因此有载调压变压器得到了广泛应用。所谓的变压器有载调压的概念为当变压器在带负荷的情况下，利用有载调压开关进行绕组间分接头切换，改变高低压绕组匝数比，即改变变压器高低侧变比，实现电压调整的目的。因此有载调压变压器由变压器与控制器两大部分组成，控制器通过控制电动机操作机构实现其有载开关的切换动作，实现有载调压的自动控制。
3.目前现在的有载调压变压器的控制器存在容易受到外部环境与电网电路影响，工作不够可控、事故率高以及维护不变等问题。


技术实现要素：

4.1.所要解决的技术问题：
5.针对上述技术问题，本实用新型提供一种基于双输入双输出双后备的低功耗有载调压控制器，其电源管理模块的输出功率能满足步进电机操作时的功率要求，能够降低了维护成本；有载调压控制器支持通过外部太阳能板取电的方式，太阳能光伏板能够在短短几小时内充满所述控制器箱内的锂电池，充电时间短，对室外阴雨环境适应性强；本控制器还采用超级电容作为后备方式，当交流断电同时锂电池电量不足的情况下迅速投入使用，为控制器能及时将当前数据信息保存，故障信息上送提供有利条件。
6.2.技术方案：
7.一种基于双输入双输出双后备的低功耗有载调压控制器，与有载调压变压器相连，控制调压控制传动装置，实现对变压器的调挡开关的投切；其特征在于：包括箱体；所述箱体上表面设有太阳能光伏板；所述箱体内部设有主控板、锂电池、超级电容以及电源管理模块；所述主控板上集成电压电流采集及转换电路、mcu电路、通讯模块、挡位信号输入及电机控制模块；所述电压电流采集及转换电路将采集的电压电流信号传输至mcu电路，mcu电路经过计算分析输出投切命令至电机实现对调压变压器投切开关的控制。
8.所述太阳能光伏板与电源管理模块电连接，作为第一路系统电源输入；ac工频交流电与电源管理模块电连接，作为第二路系统电源输入。
9.所述电源管理模块有两路输出，一路输出5v直流电压为主控板提供工作电源；另一路输出 24v直流电压至挡位信号输入及电机控制模块。
10.所述锂电池与电源管理模块电连接，作为第一路系统后备电源；超级电容与电源
管理模块电连接，作为第二路系统后备电源。
11.所述电源管理模块还用于控制有载调压控制器的供电电源由锂电池、超级电容、光伏板或是ac工频交流电源之间的无缝切换。
12.进一步地，所述电源管理模块5v直流电压输出与24v直流电压输出为两个相互隔离的直流输出。
13.进一步地，所述箱体表面设置rs485接口、以太网接口、电机控制及挡位信号输入接口、电压电流信号采集接口及太阳能光伏板输入接口。
14.进一步地，所述有载调压控制器整机直流功耗小于5w。
15.3.有益效果：
16.（1）本实用新型中的有载调压控制器的电源采用工频交流电或太阳能光伏板输入，同时具备锂电池和超级电容双重后备储能；通过电源管理模块实现不同电源之间的无缝切换，从而保证有载调压控制器供电系统安全可靠，低碳节能。
17.（2）本实用新型中有载调压控制器的电源管理模块输出功率能满足步进电机操作时的功率要求，降低了维护成本；有载调压控制器支持通过外部太阳能光伏板取电的方式，太阳能光伏板可选用不低于50w高功率的规格，能够在短短几小时内充满所述控制器箱内的锂电池，充电时间短，对室外阴雨环境适应性强。
18.（4）本实用新型中通过电源管理模块实现在各种工况下自动无缝切换供电电源端，从而解决控制器稳定可靠供电问题。当晴天时，优选太阳能电池板取电，并同时可向锂电池充电；当阴雨天或者黑夜，电源端自动切换为锂电池取电方式；如果检测到锂电池电压低于预设的电压时能够切换为工频交流电源或超级电容进行供电，为后期的维修提供便利。
附图说明
19.图1为有载调压控制器的整体框架图；
20.图2为本控制器的外视图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型进行具体的说明。
22.如附图1、2所示，一种基于双输入双输出双后备的低功耗有载调压控制器，与有载调压变压器相连，控制调压控制传动装置，实现对变压器的调挡开关的投切；其特征在于：包括箱体1；所述箱体上表面设有光伏发电板2；所述箱体内部设有主控板、锂电池、超级电容以及电源管理模块；所述主控板上集成电压电流采集及转换电路、mcu电路、通讯模块、挡位信号输入及电机控制模块；所述电压电流采集及转换电路将采集的电压电流信号传输至mcu，mcu经过计算分析输出投切命令至电机实现对调压变压器投切开关的控制。
23.所述太阳能光伏板与电源管理模块电连接，作为第一路系统电源输入；ac工频交流电与电源管理模块电连接，作为第二路系统电源输入，即“双输入”。
24.所述电源管理模块1有两路输出，一路输出5v直流电压为主控板提供工作电源；另一路输出 24v直流电压至挡位信号输入及电机控制模块，即“双输出”。
25.所述锂电池与电源管理模块1电连接，作为第一路系统后备电源；超级电容与电源
管理模块1电连接，作为第二路系统后备电源，即“双后备”。
26.所述电源管理模块还用于控制有载调压控制器的供电电源由锂电池、超级电容、光伏板或是ac交流电源之间的无缝切换。
27.进一步地，所述电源管理模块5v直流电压输出与24v直流电压为两个相互隔离的直流输出。
28.进一步地，所述箱体1表面设置rs485接口、以太网接口、电机控制及挡位信号输入接口、电压电流信号采集接口及太阳能光伏板输入接口。
29.具体实施例：
30.如附图1、2所示，本方案提供的一种有载调压控制器采用箱式结构，将控制器的主控电路集成至箱体内部，太阳能光伏板铺设在箱体外部铝合金外壳表面，可多角度充分接收阳光，以便获得最佳光照。
31.本实用新型中所述的“双输入”为包含光伏板和ac交流电源同时作为系统电源输入；所述“双输出”为包含5v和24v两个相互隔离的直流输出；所述“双后备”包含锂电池和超级电容两套后备储能电源，均与电源管理模块1相连能够为有载调压控制器提供可靠供电。
32.本实用新型提供的有载调压控制器通过太阳能光伏板或ac交流电源对锂电池进行充电，锂电池作为该控制器备用电源之一；同时也可为超级电容充电，作为第二备用电源。正常工作时，超级电容处于满电状态。实际使用过程中，电压电流采集及转换电路将采集的电压电流信号传输至mcu，mcu将该配电网的电压与预设的电压区间分析，并根据比较分析的结果控制步进电机转动，带动变压器换挡开关，从而实现控制变压器挡位开关的投切控制。
33.在本控制器中电源管理模块输出直流电压5v作为主控板的工作电源；输出直流电压24v为步进电机等提供工作电源。
34.虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型的，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本技术的权利要求保护范围所界定的为准。