配電網三相電流不平衡調整系統的製作方法

2023-09-14 15:16:00

專利名稱：配電網三相電流不平衡調整系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力設備，特別涉及一種配電網三相電流不平衡調整系統。
背景技術：
三相不平衡一直是低壓配電網的主要問題之一，尤其是在農村電網或城市居民住宅小區用電中，電力用戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，負荷大小和用電時間是不可控的，很容易造成電網三相電流的不平衡。電網中的不平衡電流輕則降低線路和配電變壓器的供電效率，重則會因某相不平衡負荷過大，造成相導線燒斷、開關燒壞甚至配電變壓器燒毀。因此，在相關規定中，對電網負電流不平衡度有著嚴格的要求。例如配電變壓器出口處的負荷電流不平衡度應小於10%，低壓主幹線及主要分支的首端電流不平衡度應小於20%。電網電流三相不平衡的治理方法基本上可以歸為兩種。第一種方法由供電所人員·實施，通常的情況是由供電所人員定期記錄各相負荷數據，通過對記錄數據的分析，對線路進行有針對性的調整。這種方法主要有兩個弊端，一是耗費大量的人工時；二是這種調整隻是宏觀上的平衡，不具有實時性，尤其是對於用電時段不確定性很大的民用負荷。第二中方法是採用的不平衡電流補償裝置，一般同時具有無功補償能力，可以很好的解決電流三相不平衡問題。但是這種裝置一般價格較高，比較適合集中補償，並沒有解決線損問題；另外，還存在自身損耗大等缺點。

發明內容
發明目的針對以上問題本發明的目的是提供一種配電網三相電流不平衡調整系統，可實現三相不平衡度的實時計算以及不平衡負荷的快速切換。技術方案一種配電網三相電流不平衡調整系統，包括一個控制終端和至少一個調整開關，單相負荷通過調整開關接入電網；所述控制終端通過採集各相電壓值和電網中的電流值計算各相不平衡度，根據計算出的不平衡度控制各調整開關的狀態。調整開關是通過控制終端的指令，實現對三相電網電流的不平衡控制，而控制指令來自於控制終端的計算。所述控制終端包括控制單元和無線通信單元；所述調整開關包括第一複合開關、第二複合開關和第三複合開關，所述三路複合開關包括並聯的雙向可控矽和磁保持繼電器，所述第一複合開關、第二複合開關和第三複合開關內分別設有可以與無線通信單元進行無線通信並且還可以控制雙向可控矽和磁保持繼電器的控制器，所述第一複合開關、第二複合開關和第三複合開關分別與電網的三相電源LI、L2和L3的輸入端連接，三路複合開關的輸出端連接作為調整開關的輸出端；所述無線通信單元向控制器發出指令實現對電網的自動控制，控制器將開關狀態反饋給無線通信單元。複合開關自帶控制器，該控制器能夠和控制終端進行無線通信，並且能夠根據來自控制終端的命令信號，控制各路複合開關的閉合與斷開，實現自動控制。
雙向可控矽的觸發電流來自複合開關自帶的控制器，控制器能夠直接從輸入的三相電源取電；磁保持繼電器的驅動脈衝信號也來自複合開關自帶的控制器，而控制命令來自遠程的控制終端。所述調整開關還包括與單控開關，所述單控開關的輸入端與LI相常用電源輸入端連接，正常工作時，單控開關斷開；所述單控開關和三路複合開關的輸出端連接作為調整開關的輸出端。單控開關主要用於應對複合開關失效的情況，所以只需要一相併聯單控開關即可；同時也可以減低成本。所述調整開關另設一路與LI相輸入並聯的一路單控開關，實現手動控制；所述調整開關的四路輸出連接在一起，並且設置一路輸出電流檢測電路和三路輸入電壓檢測電路能夠快速計算出三相電流的不平衡度；所述調整開關採用無線通信方式與控制終端通信。單控開關和LI相複合開關間通過手柄或旋鈕進行手動切換，然後單控開關可以獨立進行閉合、斷開控制。 所述控制終端能夠檢測配電網側三相電流信息，並計算出三相電流的不平衡情況；能夠通過無線通信方式接收各路調整開關的數據，並根據上述兩方面的數據計算出最合理的調整開關切換指令。所述控制終端還設有與外界配電管理用主機之間數字通信的電路。有益效果由於控制終端能夠快速計算出電網的不平衡情況，並迅速調節調整開關的投切情況，使三相電流不平衡調整具有了實時性；由於切換開關具有複合開關的特點，因此可以實現過零切換，具有損耗小，切換快的特點，對下遊負載影響小；由於調整開關具有檢測和保護電路，因此本系統還具有線路漏電監測、單相短路保護、雷擊保護等功能。由於設置了與外界配電管理用主機之間數字通信的電路，可以將控制終端採集的數據上傳至配電管理用主機，並接收配電管理用主機的指令，有利於實現配電網的數位化管理，與智能電網的核心設計理念相一致，並對節能降耗有重要意義。


圖I為本發明的系統組成示意圖；圖2為本發明的調整開關的原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。一種配電網三相電流不平衡調整系統，包括一個控制終端I和至少一個調整開關2，單相負荷3通過調整開關2接入電網；所述控制終端I通過採集各相電壓值和電網中的電流值計算各相不平衡度，根據計算出的不平衡度控制各調整開關2的狀態。所述控制終端I包括控制單元11和無線通信單元12 ;所述調整開關2包括第一複合開關21、第二複合開關22和第三複合開關23，所述三路複合開關包括並聯的雙向可控矽24和磁保持繼電器25，所述第一複合開關21、第二複合開關22和第三複合開關23內分別設有可以與無線通信單元12進行無線通信並且還可以控制雙向可控矽24和磁保持繼電器25的控制器，所述第一複合開關21、第二複合開關22和第三複合開關23分別與電網的三相電源LI、L2和L3的輸入端連接，三路複合開關的輸出端連接作為調整開關2的輸出端；所述無線通信單元12向控制器發出指令實現對電網的自動控制，控制器將開關狀態反饋給無線通信單元12。所述調整開關2還包括與單控開關26，所述單控開關26的輸入端與LI相常用電源輸入端連接，正常工作時，單控開關26斷開；所述單控開關26和三路複合開關的輸出端連接作為調整開關2的輸出端。如圖I所示，本系統由一個安裝在配電網主變壓器輸出側的控制終端I和多個安裝在各單相用戶側的調整開關2組成。 所述控制終端I通過三相電流檢測裝置(如電流傳感器)採集配電網變壓器輸出測的電流數據，並根據這些電流數據計算出三相電流的不平衡情況。所述控制終端I通過無線通信方式(如Zigbee、GPRS等)接收各調整開關2的電流數據和開關狀態。所述控制終端I根據採集到的各調整開關2的電流數據和配電網的不平衡情況，計算出各調整開關2的切換指令，並通過無線通信方式將切換指令發送到各調整開關2。如圖2所示，所述調整開關2主要由四路開關組成三路雙向可控矽25和磁保持繼電器26並聯的「複合開關」和一路單控開關24，四路開關的一端連接在一起，作為調整開關2的輸出端。其中，複合開關用於實現自動控制，單控開關用於實現手動控制。單控開關24的輸入端與LI相常用電源輸入連接，正常工作時，單控開關斷開。所述調整開關2的輸出端具有一電流檢測裝置(如電流互感器、電流傳感器等)，採集的電流信號直接傳輸到控制終端I的控制單元11中；輸入端具有三路電壓檢測裝置(如電壓傳感器)，採集的電壓信號直接傳輸到控制終端I的控制單元11中。所述調整開關在接收到控制終端的切換命令時，依次進行如下控制動作(假設從LI相切換到L2相)I、首先觸發導通LI相複合開關的雙向可控矽；2、斷開LI相的磁保持繼電器；3、當檢測到LI相輸出電流過零時，斷開LI相的雙向可控矽；4、當檢測到L2相的電壓過零時，觸發導通L2相的雙向可控矽； 5、閉合L2相的磁保持繼電器；6、L2相磁保持繼電器閉合後，斷開L2相的雙向可控矽，完成切換動作。所述調整開關2的整個切換動作不超過20ms。所述調整開關2設有控制器(如Zigbee、GPRS等)，可以向控制終端I發送電流、開關狀態等信號，並接收控制終端I的指令信號。
權利要求
1.一種配電網三相電流不平衡調整系統，其特徵在於包括一個控制終端(I)和至少一個調整開關(2)，單相負荷(3)通過調整開關(2)接入電網；所述控制終端(I)通過採集各相電壓值和電網中的電流值計算各相不平衡度，根據計算出的不平衡度控制各調整開關(2)的狀態。
2.根據權利要求I所述的配電網三相電流不平衡調整系統，其特徵在於所述控制終端(I)包括控制單元(11)和無線通信單元(12);所述調整開關(2)包括第一複合開關(21)、第二複合開關(22)和第三複合開關(23)，所述三路複合開關包括並聯的雙向可控矽(24)和磁保持繼電器(25)，所述第一複合開關(21)、第二複合開關(22)和第三複合開關(23)內分別設有可以與無線通信單元(12)進行無線通信並且還可以控制雙向可控矽(24)和磁保持繼電器(25)的控制器，所述第一複合開關(21)、第二複合開關(22)和第三複合開關(23)分別與電網的三相電源L1、L2和L3的輸入端連接，三路複合開關的輸出端連接作為調整開關(2)的輸出端；所述無線通信單元(12)向控制器發出指令實現對電網的自動控制，控制器將開關狀態反饋給無線通信單元(12)。
3.根據權利要求2所述的配電網三相電流不平衡調整系統，其特徵在於所述調整開關(2)還包括與單控開關(26)，所述單控開關(26)的輸入端與LI相常用電源輸入端連接，正常工作時，單控開關(26)斷開；所述單控開關(26)和三路複合開關的輸出端連接作為調整開關(2)的輸出端。
全文摘要
本發明公開了一種配電網三相電流不平衡調整系統,包括一個控制終端和至少一個調整開關，單相負荷通過調整開關接入電網；所述控制終端通過採集各相電壓值和電網中的電流值計算各相不平衡度，根據計算出的不平衡度控制各調整開關的狀態。有益效果使三相電流不平衡調整具有了實時性；可以實現過零切換，具有損耗小，切換快的特點，對下遊負載影響小；本系統還具有線路漏電監測、單相短路保護、雷擊保護等功能；可以將控制終端採集的數據上傳至配電管理用主機，並接收配電管理用主機的指令，有利於實現配電網的數位化管理，與智能電網的核心設計理念相一致，並對節能降耗有重要意義。
文檔編號H02J3/26GK102904270SQ201210436618
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者朱曉鷹 申請人:鎮江長河電力技術有限公司