CN105762797A - 一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对单相用户负载的改相调整带来的需停电、难实施等问题，公开了一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法，所公开的选相开关电路利用了磁保持继电器的快速动作和接通无损耗等特点，实现了快速的单相负载用户选相切换，可随时根据需要进行实施，而无需对整体线路进行停电操作；所公开的选相切换的控制方法通过对选相切除的磁保持继电器采用电流过零分断，对选相投入的磁保持继电器进行电压过零投入，并控制换相时间隔的时间小于40mS，既保持在换相切换过程中的切除与投入对电网无冲击影响，亦可实现用户侧无供电中断的现象发生。

Description

一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统配电网自动化领域，特别是涉及一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法。
背景技术
电力系统低压配电网是三相生产用电与单相用户用电的混合供电网络，为避免出现低压电网三相不平衡的现象，在装接单相用户时，供电部门遵行的原则是结合预设的单相用电负载情况，将单相负载均衡的分接在A、B、C三相上，一经接线安装完成后，若需要对单相负载用户的供电相别进行更改，则对整条线路进行停电检修以进行改相操作。
然而在实际工作及运行中，由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等原因，会造成低压配电网的三相负荷不平衡，三相负荷不平衡会对配电网线路的正常运行造成很多危害，包括增加配电网线路的电能损耗、增加配电变压器的电能损耗、减少配电变压器的实际出力、使得配电变压器产生零序电流、影响用电设备的安全运行、电动机效率降低等，同时还会造成重负荷相线路上的用户电压偏低，影响用户的正常生产与生活用电需求。
为解决单相用户负载带来的不平衡问题，供电部门需要结合实际的负荷运行情况，综合用电的历史数据，制定检修计划，定期对单相用户负载进行改相调整，以期解决低压配电网三相不平衡问题，在检修时，首先将涉及的负载线路全部停电，然后再进行单相负载用户的线路换相改相操作。
供电部门现在采用的制定计划、停电检修的方法，需要定期计划执行，无法做到随需随改，同时停电检修会导致用户的供电中断，影响供电质量，同时在改相操作时，需要进行线路的更改，不具有良好的操作性，而且运行检修成本过高。
发明内容
本发明针对单相用户负载的改相调整带来的需停电、难实施等问题，公开了一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法，所公开的选相开关电路利用了磁保持继电器的快速动作和接通无损耗等特点，实现了快速的单相负载用户选相切换，可随时根据需要进行实施，而无需对整体线路进行停电操作；所公开的选相切换的控制方法通过对选相切除的磁保持继电器采用电流过零分断，对选相投入的磁保持继电器进行电压过零投入，并控制换相掉电的间隔小于40mS，即保持在换相切换过程中的切除与投入对电网无冲击影响，亦可实现用户侧无供电中断的现象发生。通过本发明公开了一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法，供电部门在进行手动改相时，无需对整条线路停电，可以带电操作，同时可以配合自动调节负载装置，以通讯的方式实现单相用户负载的自动换相切换，提升了低压配电网智能化水平，降低了运维检修成本，提高了用户供电质量。
本发明公开了一种用于单相负载的选相开关电路的具体技术方案如下：
1、选相开关电路由三路可控磁保持继电器、一只电容、一只穿芯式电流互感器构成；
2、三路可控磁保持继电器的输入端分别接至低压电网的A、B、C三相，三路可控磁保持继电器的输出端并联后接至单相用户负载的L相，通过控制可控磁保持继电器实现单向用户负载的L相自由接至低压电网的A、B、C任意一相；
3、穿芯式电流互感器套装在三路可控磁保持继电器的并联输出端，用于实时测量单用用户负载的电流，据此可得到单相用户负载的实时工况；
4、电容接至三路可控磁保持继电器的并联输出端即单相用户负载的L和低压电网的N相，用于对三路可控磁保持继电器的通断进行监测与判断，利用该方式可以避免由于单相用户负载过小或未接入负载时对可控式磁保持继电器回路状态的误判。
本发明所公开的一种用于单相负载的选相切换的控制方法的具体技术方案如下：
1、控制用于单相负载的选相开关电路的三路可控式磁保持继电器在工作时的任意时刻，不会出现二只或以上的磁保持继电器处于合闸状态；
2、在需要进行选相切换时，首先控制处于合闸状态的可控式磁保持继电器在单相用户负载电流的过零点处分断处于合闸状态的可控式磁保持继电器，以此消除分断过程中的对系统电网的暂态影响及磁保持继电器的拉弧；
3、在对处于合闸状态的可控式磁保持继电器进行操作后，判断接于L、N相的电容的电压状态，判断操作的可控式磁保持继电器是否完全断开；
4、控制拟换至相别的可控式磁保持继电器在对应相别的低压电网电压过零点处合闸，消除合闸过程对低压电网的冲击和由此引起的电流突变。
附图说明
图1为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路的原理示意图；
图2为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路选相切换原理流程图；
图3为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由A相至B相的换相工作电流波形图；
图4为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由A相至C相的换相工作电流波形图；
图5为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由B相至A相的换相工作电流波形图；
图6为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由B相至C相的换相工作电流波形图；
图7为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由C相至A相的换相工作电流波形图；
图8为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由C相至B相的换相工作电流波形图。
具体实施方式
本下面结合附图及实施例进一步对本发明内容进行说明。
如图1所示为本发明所涉及的一种用于单相负载的选相开关电路的原理示意图，其由三路可控式磁保持继电器①、一只电容②和一只穿芯式电流互感器③构成；三路可控磁保持继电器①的输入端分别接至低压电网的A、B、C三相，三路可控磁保持继电器①的输出端并联后接至单相用户负载的L相；穿芯式电流互感器③套装在三路可控磁保持继电器的并联输出端；电容②接至三路可控磁保持继电器的并联输出端即单相用户负载的L和低压电网的N相。
如图2所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路选相切换原理流程图，其在工作时是按以下步骤进行实施的：
步骤1：在初始时本发明所涉及的一种用于单相负载的选相开关电路的三路可控式磁保持继电器全部处于分闸或仅一只处可控式磁保持继电器处于合闸状态；
步骤2：等待选相切换控制指令，在收到手动切换或自动切换控制指令后，首先判断三路磁保持继电器是否全部处于分闸状态，若全部处于分闸状态，则进入步骤5处理，否则进入步骤3处理；
步骤3：实时检测单相用户负载电流的过零点，控制处于合闸状态的可控式磁保持继电器在单相用户负载电流的过零点断开；
步骤4：利用接至三路可控磁保持继电器的并联输出端即单相用户负载的L和低压电网的N相的电容支路，判断三路可控磁保持继电器是否处于全部断开状态；若全部处于断开状态，则进入步骤5执行，否则进入步骤2；
步骤5：控制拟合闸的可控式磁保持继电器在其对应于低压电网相别的电压过零点处合闸，之后进步步骤6处理；
步骤6：判断整个换相操作过程是否成功，若操作成功，则进入步骤2循环处理，否则进行出错处理。
如图3所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相切换由A相至B相的换相工作波形示意图。
如图4所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由A相至C相的换相工作波形示意图。
如图5所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由B相至A相的换相工作波形示意图。
如图6所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由B相至C相的换相工作波形示意图。
如图7所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由C相至A相的换相工作波形示意图。
如图8所示为本发明涉及的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法选相由C相至B相的换相工作波形示意图。
根据如图3至如图8所示的工作波形示意图，本发明公布的一种用于单相负载的选相开关电路及选相切换的控制方法具有良好的工作效果，在为阻性负载特性时，换相切换过程中的用户掉电时间分别为33.3mS和26.6mS，而当用户负载为感性时，掉电间隔时间将更短，单相负载用户的用电设备不过出现掉电重启的过程，用户在用电过程中不会感觉到换相过程的发生。
应当说明的是：上述实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，但是不可避免所属领域的技术人员在阅读了本发明的内容之后，对本发明的具体实施方式进行修改或等同替换，而任何未脱离本发明精神和范围的修改或等同替换，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种用于单相负载的选相开关电路，其特征在于：
（1）用于单相负载的开关电路由三路磁保持继电器、一只穿芯式电流互感器和一只电容构成；
（2）三路可控磁保持继电器的输入端分别接至低压电网的A、B、C三相，三路可控磁保持继电器的输出端并联后接至单相用户负载的L相；
（3）穿芯式电流互感器套装在三路可控磁保持继电器的并联输出端；
（4）电容接至三路可控磁保持继电器的并联输出端即单相用户负载的L和低压电网的N相。
2.一种用于单相负载的选相切换的控制方法，其特征在于：
（1）选相切换时断开如权利要求1中的原合闸相别的磁保持继电器是在用户负载电流过零点处断开；
（2）选相切换时合上如权利要求1中的新选相相别的磁保持继电器是在对应相别的低压电网电压过零点处合闸。
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