CN107069779A - 一种低压台区变三相负载自动平衡系统 - Google Patents
一种低压台区变三相负载自动平衡系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低压台区变三相负载自动平衡系统，包括中控器和换相器，所述中控器设置在支路的始端上，所述换相器位于分支线路的末端，与负载相连，所述中控器和所述换相器均采用三相四线制的接法接入三相电路中，所述换相器和所述中控器之间通过电力载波的方式进行通信。所述一种低压台区变三相负载自动平衡系统可有效降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，克服某相过流、末端低压等情况，并且自动换相，不需中断用户供电，具备功耗小、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力供电领域，特别涉及一种低压台区变三相负载自动平衡系统。
背景技术
目前我国低压配网三相不平衡问题非常普遍，损耗高、缺陷多，运行可靠性差，威胁电网安全运行，尤以农网三相不平衡问题最为突出。三相负载不平衡问题对电力系统、用户供电等都带来了严重的危害，主要表现在以下几个方面：1、增加变压器损耗；2、增加线路损耗；3、配变出力减小，降低了配变利用率；4、变压器发热，严重时甚至会烧毁变压器；5、容易导致过压、低压，影响用电设备的正常工作。
传统治理三相不平衡的手段相对欠缺，而且投入大、效率低、不能从根本上解决三相不平衡问题，传统主要解决方法如下：
1、通过人工改线调整负荷
这种方法使用率最高，但其人力投入大，需切断用户供电，而且难以长期适应负荷的变化规律。
2、通过SVG静止同步补偿器补偿
SVG静止同步补偿器可以对三相不平衡进行补偿，但这种方法成本高，而且不能做到真正的负荷平衡。
3、通过APF有源滤波器补偿
APF有源滤波器可以滤除谐波，并对三相不平衡起到一定的补偿作用，但这种方法同样是成本高，而且也不能做到真正的负荷平衡。
我国的低压配电网点多面广、结构复杂、负荷性质多样、负荷变化波动大。并且随着人们生活水平的不断提高，大功率用电设备越来越多，用户的用电水平和用电规律参差不齐，再加上治理三相不平衡的方法相对欠缺，管理不到位，导致三相负荷的不平衡问题日益突出，严重影响着供电质量以及低压配网运行的安全性。三相不平衡问题亟待得到解决。
中国发明专利CN201620348324.9记载了一种用于低压三相线路的自动换相装置，包括一控制电路、通信模块、电力线路负荷信息采集模块、换相电路、电源模块，以及远程控制主机，电力线路负荷信息采集模块采集三相线路的负荷信息，通过控制电路和通信模块发送到远程控制主机，远程控制主机将换相指令经通信模块发送到控制电路，控制电路将换相指令发送到换相电路；换相电路包括三个继电器，第一继电器的两个触点分别接低压三相线路的A相和B相，其公共端接第二继电器的一个触点，第二继电器的另一触点接C相，第二继电器的公共端接第三继电器的一个触点，第三继电器的另一个触点接负载；电源模块为控制电路和换相电路供电。所述用于低压三相线路的自动换相装置虽然可以达到自助换相的目的，但是所述用于低压三相线路的自动换相装置功耗大，成本高，不同支路之间的通信相互干扰。
发明内容
本发明提供了一种低压台区变三相负载自动平衡系统，可有效降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，克服某相过流、末端低压等情况，并且自动换相，不需中断用户供电，具备功耗小、成本低等优点。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种低压台区变三相负载自动平衡系统，包括中控器和换相器，所述中控器设置在支路的始端上，所述换相器位于分支线路的末端，与负载相连，所述中控器和所述换相器均采用三相四线制的接法接入三相电路中，所述换相器和所述中控器之间通过电力载波的方式进行通信；
所述换相器包括控制模块、换相切换开关、载波通信模块、信息采集模块，所述换相切换开关有三个，分别与A、B、C三相线路相连，所述信息采集模块通过电流取样装置和相序识别模块采集自身带载回路相关电流信息，将信息传递给所述控制模块，所述控制模块对信息进行整合后，再通过载波通信模块传递给所述中控器，所述中控器根据所在支路相关负载情况对所述换相器下达调节命令，所述控制模块根据调节指令命令所述换相切换开关换相；
所述中控器包括电力负荷采集模块、控制中心、人机交互模块、载波通信模块，所述电力负荷采集模块通过电流取样装置和电压取样装置取得所在支路的负荷情况传递至所述控制中心，所述控制中心根据负荷情况得出所在支路的不平衡度，不平衡度超出设定值，所述控制中心启动平衡逻辑算法模块，并结合调平衡需求和所述换相器的负载大小，进行逻辑组合的运算，得出最优策略，并将调节命令发送至所述换相器，所述人机交互模块包括键盘和显示屏。
优选的，所述低压台区变三相负载自动平衡系统不平衡度设定值为15%。
优选的，所述换相切换开关为永磁继电器。
优选的，所述换相器的控制模块和所述中控器的控制中心均采用单片机控制。
优选的，所述电压取样装置为电压互感器，所述电流取样装置为电流互感器。
优选的，所述一个中控器通信连接所述换相器的个数为1～10个。
优选的，所述中控器和所述换相器均设有电源。
优选的，所述换相器还设有状态指示装置。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：（1）自动平衡三相负载，实时监测三相不平衡度，并根据不平衡度自动调节三相负载，换相时间最大只需25ms，不会中断用户供电；（2）降低变压器损耗，使变压器处于对称运行状态，有效降低了变压器损耗；（3）降低线路损耗，可有效减小中性线电流，从而减小了中性线的损耗，同时也减小了相线的损耗；（4）解决低压、过压问题，解决由三相不平衡所导致的低压、过压的问题，避免因过压烧坏用电设备或因低压影响用电设备的正常运行；（5）保护低压配网安全运行，避免由于中性线电流长期过大而导致的发热和老损，以及避免了变压器等配电设备烧毁的安全隐患。
附图说明
图1为本发明所述的一种低压台区变三相负载自动平衡系统；
图2为本发明所述换相器的结构示意图；
图3为本发明所述中控器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
请参阅图1～3，本发明优选实施例的一种低压台区变三相负载自动平衡系统，包括中控器和换相器，所述中控器设置在台区内主干线路上，所述换相器位于分支线路上，直接与负载相连，所述中控器和所述换相器均采用三相四线制的接法接入三相电路中，所述换相器实时监测自身带载回路的电流电压大小，所述中控器实时监测所在主干线的不平衡度，并结合该中控器通信的各换相器的负荷大小，运算出最优调平策略，实现负载三相平衡，所述换相器和所述中控器之间通过电力载波的方式进行通信。
所述换相器包括控制模块、换相切换开关、载波通信模块、信息采集模块，所述换相切换开关有三个，分别与A、B、C三相线路相连，所述信息采集模块通过电流取样装置和相序识别模块采集自身带载回路相关电流信息，将信息传递给所述控制模块，所述控制模块对信息进行整合后，再通过载波通信模块传递给所述中控器，所述中控器根据所在支路相关负载情况对所述换相器下达调节命令，所述控制模块根据调节指令命令所述换相切换开关换相，在极短的时间内完成相序的切换，从而不会导致用电设备掉电，所述换相器采用过零投切技术，以将投切对换相切换开关的损伤降到最低；
所述中控器包括电力负荷采集模块、控制中心、人机交互模块、载波通信模块，所述电力负荷采集模块通过电流取样装置和电压取样装置取得所在支路的负荷情况传递至所述控制中心，所述控制中心根据负荷情况得出所在线路的不平衡度，不平衡度超出设定值，所述控制中心就会启动平衡逻辑算法模块，并结合调平衡需求和所述换相器的负载大小，进行逻辑组合的运算，得出最优策略，并将调节命令发送至所述换相器，所述换相器收到命令后根据命令进行相应相序切换动作，从而实现支路平衡，台区内如果每个三相的支路都达到平衡，那变压器也处于三相平衡状态，所述人机交互模块包括键盘和显示屏。
在本实施例中，所述低压台区变三相负载自动平衡系统不平衡度设定值为15%。
在本实施例中，所述换相切换开关为永磁继电器，永磁继电器具有带载能力强、功耗小、动作速度快、损耗小、运行可靠、成本低等特点。
在本实施例中，所述换相器的控制模块和所述中控器的控制中心均采用单片机控制。
在本实施例中，所述电压取样装置为电压互感器，所述电流取样装置为电流互感器。
在本实施例中，所述中控器通信连接所述换相器的个数为1～10个。
在本实施例中，所述中控器和所述换相器均设有电源。
在本实施例中，所述换相器还设有状态指示装置。
本实施例所述低压台区变三相负载自动平衡系统有效的降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，克服某相过流、末端低压等情况，并且自动换相，不需中断用户供电，并且具备功耗小、成本低等优点
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，包括中控器和换相器，所述中控器设置在支路的始端上，所述换相器位于分支线路的末端，与负载相连，所述中控器和所述换相器均采用三相四线制的接法接入三相电路中，所述换相器和所述中控器之间通过电力载波的方式进行通信；
所述换相器包括控制模块、换相切换开关、载波通信模块、信息采集模块，所述换相切换开关有三个，分别与A、B、C三相线路相连，所述信息采集模块通过电流取样装置和相序识别模块采集自身带载回路相关电流信息，将信息传递给所述控制模块，所述控制模块对信息进行整合后，再通过载波通信模块传递给所述中控器，所述中控器根据所在支路相关负载情况对所述换相器下达调节命令，所述控制模块根据调节指令命令所述换相切换开关换相；
所述中控器包括电力负荷信息采集模块、控制中心、人机交互模块、载波通信模块，所述电力负荷信息采集模块通过电流取样装置和电压取样装置取得所在支路的负荷情况传递至所述控制中心，所述控制中心根据负荷情况得出所在支路的不平衡度，不平衡度超出设定值，控制中心启动平衡逻辑算法模块，并结合调平衡需求和各换相器的负载大小，进行逻辑组合的运算，得出最优策略，并将调节命令发送至所述换相器，所述人机交互模块包括键盘和显示屏。
2.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述低压台区变三相负载自动平衡系统不平衡度设定值为15%。
3.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述换相切换开关为永磁继电器。
4.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述换相器的控制模块和所述中控器的控制中心均采用单片机控制。
5.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述电压取样装置为电压互感器，所述电流取样装置为电流互感器。
6.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述一个中控器通信连接所述换相器的个数为1～10个。
7.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述中控器和所述换相器还设有电源。
8.根据权利要求1所述的低压台区变三相负载自动平衡系统，其特征在于，所述换相器还设有状态指示装置。
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