CN103986172A - 一种配电变压器三相负荷调平衡方法 - Google Patents

一种配电变压器三相负荷调平衡方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种配电变压器三相负荷调平衡方法，调平衡步骤如下：A相到B相的切换；A相到C相的切换、B相到C相的切换；B相到A相的切换。本发明实现了带负载切换，且切换时间小于2ms，更加科学实用。

Description

一种配电变压器三相负荷调平衡方法
技术领域
本发明涉及一种调平衡方法，尤其涉及一种配电变压器三相负荷调平衡方法。
背景技术
目前我国在运变压器的总容量约为3.5×109kVA，由于总台数多，容量又大，所以电能损耗非常大。据统计，仅配电变压器(简称配变)的电能损耗每年就约为30～50TWh，约占总发电量的2～3％。目前在电网上运行服役超过20年的低效率配变容量约为2.4×108kVA，同时这些配变参数老化、损耗高、缺陷多，运行可靠性差，威胁电网安全运行。因此配变改造任务和节能潜力巨大，其中，尤以三相负荷不平衡造成的损耗最为突出。
具体影响表现在：
1、对配电变压器的影响：三相负荷不平衡将增加变压器的损耗：三相负荷不平衡可能造成烧毁变压器的严重后果；三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，局部金属件温升增高，导致安全隐患。
2、对高压线路的影响：增加了高压线路损耗；增加了高压线路跳闸次数、降低开关设备使用寿命。
3、对配电屏和低压线路的影响：三相负荷不平衡将增加线路损耗；三相负荷不平衡可能造成烧断线路、烧毁开关设备的严重后果
4、对供电企业的影响：供电企业直管到户，低压电网损耗大，变压器烧毁、线路烧断、开关设备烧坏，一方面增大供电企业的供电成本，另一方面停电检修、购货更换造成长时间停电，少供电量，既降低供电企业的经济效益。
5、对用户的影响：三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量，影响用户的电器使用。
现有的调平衡方法的缺陷表现在：换相时间长，切换时间都在100毫秒以上，切换过程会造成短时停电，影响正常作业；在切换时不能做到带负荷切换或者小负荷切换，只能在无载情况下切换；不能实现远距离控制切换。
发明内容
为了解决上述问题中的不足之处，本发明提供了一种配电变压器三相负荷调平衡方法。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种配电变压器三相负荷调平衡方法，调平衡步骤如下：
a、假定原来起始状态在A相，收到CPU切换到B相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号时间为50ms、Ta晶闸管的ad端、Jb2h端口送合闸信号时间50ms；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给bd送合闸信号时间为50ms、Jb1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU同时给Ja2f送分闸信号时间为50ms、Jb2f送分闸信号时间为50ms；这时给Ja3f送分闸信号时间为50ms，再给Jb3h送合闸信号时间为50ms，完成一次A相到B相的切换过程；
b、在A相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号时间为50ms、Ta晶闸管的ad端、Jc2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号时间为50ms、Jc1b送合闸信号时间为50ms；50ms后，同时给Ja2f送分闸信号时间为50ms、Jc2f送分闸信号时间为50ms；这时给Ja3f送分闸信号时间为50ms，再给Jc3h送合闸信号时间为50ms，完成一次A相到C相的切换过程；
假定原来起始状态在B相供电，这时只有Jb1处于合闸位置，其他开关以及可控硅都在分闸或不给触发信号状态；
c、在B相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号时间为50ms、Tb晶闸管的bd端、Jc2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号时间为50ms、Jc1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU同时给Jb2f送分闸信号时间为50ms、Jc2f送分闸信号时间为50ms；这时给Jb3f送分闸信号时间为50ms，再给Jc3h送合闸信号时间为50ms，完成一次B相到C相的切换过程；
d、在B相，CPU收到切换到A相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号时间为50ms、Tb晶闸管的bd端、Ja2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给ad送合闸信号时间为50ms、Ja1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，同时给Jb2f送分闸信号时间为50ms、Ja2f送分闸信号时间为50ms；这时给Jb3f送分闸信号时间为50ms，CPU再给Ja3h送合闸信号时间为50ms，完成一次B相到A相的切换过程。
本发明实现了带负载切换，且切换时间小于2ms，更加科学实用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的系统组成原理图。
图2为图1的电路原理图。
图3为本发明的整体切换流程框图。
图4为本发明的A相到C相切换流程框图。
图中：1、A相；2、B相；3、C相；4、CPU；5、通讯模块；6、AD采集芯片；7、电压互感器；8、电流互感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明的系统原理图中的各个部件的具体功能介绍如下：
CPU：采用稳定的飞思卡尔单片机MCF51AC256，负责通讯执行切换命令，上报运行状态和各项参数；
AD采集芯片：选用16位高精度ADI模数转换芯片：AD73360，多通道同时采集三相电压、电流，CPU通过SPI(串行外发)与其进行通讯、配置读取采集结果。
电压互感器、电流互感器：每一相的电压、电流均接入电压互感器(TR3121)和电流互感器(TR2155)，电压互感器在初级穿入采样电阻，将电压信号转为电流信号，次级输出一个微小的电压信号提供给AD采集芯片；每相电流在电流互感器初级缠绕一匝，在次级输出一个毫安级别的小电流，通过采样电阻转为电压信号提供给AD采集芯片。
可控硅、磁保持继电器：利用瞬间切换采用可控硅，切换后靠继电器保持，可实现带负载切换，且切换时间小于2ms。
本发明的调平衡方法如下：
1、假定原来起始状态在A相，收到CPU切换到B相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号(时间50ms)、Ta晶闸管的ad端、Jb2h端口送合闸信号(时间50ms)；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给bd送合闸信号(50ms)、Jb1h送合闸信号(50ms)；50ms后，CPU同时给Ja2f送分闸信号(50ms)、Jb2f送分闸信号(50ms)；这时给Ja3f送分闸信号(50ms)，再给Jb3h送合闸信号(50ms)，完成一次A相到B相的切换过程。
2、在A相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号(时间50ms)、Ta晶闸管的ad端、Jc2h端口送合闸信号(时间50ms)；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号(50ms)、Jc1h送合闸信号(50ms)；50ms后，同时给Ja2f送分闸信号(50ms)、Jc2f送分闸信号(50ms)；这时给Ja3f送分闸信号(50ms)，再给Jc3h送合闸信号(50ms)，完成一次A相到C相的切换过程。
假定原来起始状态在B相供电，这时只有Jb1处于合闸位置，其他开关以及可控硅都在分闸或不给触发信号状态；
3、在B相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号(时间50ms)、Tb晶闸管的bd端、Jc2h端口送合闸信号(时间50ms)；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号(50ms)、Jc1h送合闸信号(50ms)；50ms后，CPU同时给Jb2f送分闸信号(50ms)、Jc2f送分闸信号(50ms)；这时给Jb3f送分闸信号(50ms)，再给Jc3h送合闸信号(50ms)，完成一次B相到C相的切换过程。
4、在B相，CPU收到切换到A相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号(时间50ms)、Tb晶闸管的bd端、Ja2h端口送合闸信号(时间50ms)；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给ad送合闸信号(50ms)、Ja1h送合闸信号(50ms)；50ms后，同时给Jb2f送分闸信号(50ms)、Ja2f送分闸信号(50ms)；这时给Jb3f送分闸信号(50ms)，CPU再给Ja3h送合闸信号(50ms)，完成一次B相到A相的切换过程。
切换过程如上，反复进行，依次类推。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种配电变压器三相负荷调平衡方法，其特征在于：调平衡步骤如下：
a、假定原来起始状态在A相，收到CPU切换到B相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号时间为50ms、Ta晶闸管的ad端、Jb2h端口送合闸信号时间50ms；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给bd送合闸信号时间为50ms、Jb1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU同时给Ja2f送分闸信号时间为50ms、Jb2f送分闸信号时间为50ms；这时给Ja3f送分闸信号时间为50ms，再给Jb3h送合闸信号时间为50ms，完成一次A相到B相的切换过程；
b、在A相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Ja2h端口送合闸信号时间为50ms、Ta晶闸管的ad端、Jc2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Ja1f送分闸信号；50ms后，Ta晶闸管的ad信号撤除，检测到ac变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号时间为50ms、Jc1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，同时给Ja2f送分闸信号时间为50ms、Jc2f送分闸信号时间为50ms；这时给Ja3f送分闸信号时间为50ms，再给Jc3h送合闸信号时间为50ms，完成一次A相到C相的切换过程；
假定原来起始状态在B相供电，这时只有Jb1处于合闸位置，其他开关以及可控硅都在分闸或不给触发信号状态；
c、在B相，CPU收到切换到C相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号时间为50ms、Tb晶闸管的bd端、Jc2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给cd送合闸信号时间为50ms、Jc1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU同时给Jb2f送分闸信号时间为50ms、Jc2f送分闸信号时间为50ms；这时给Jb3f送分闸信号时间为50ms，再给Jc3h送合闸信号时间为50ms，完成一次B相到C相的切换过程；
d、在B相，CPU收到切换到A相的指令后：CPU同时给Jb2h端口送合闸信号时间为50ms、Tb晶闸管的bd端、Ja2h端口送合闸信号时间为50ms；50ms后，CPU给Jb1f送分闸信号；50ms后，Tb晶闸管的bd信号撤除，检测到bc变为低电平后，CPU马上同时给ad送合闸信号时间为50ms、Ja1h送合闸信号时间为50ms；50ms后，同时给Jb2f送分闸信号时间为50ms、Ja2f送分闸信号时间为50ms；这时给Jb3f送分闸信号时间为50ms，CPU再给Ja3h送合闸信号时间为50ms，完成一次B相到A相的切换过程。
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