CN107181268B - 一种通电前防相间短路的智能换相开关及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种通电前防相间短路的智能换相开关及其工作方法,涉及一种智能换相开关。目前三相不平衡状态普遍，且没有行之有效的解决办法。本技术方案包括多组复合开关K、控制单元、防相间短路装置，防相间短路装置包括电池、主触点与复合开关K相连的第二继电器K2，电池、第二继电器K2主触点、一组复合开关K、磁保持继电器K1线圈串联形成防相间短路支路；在复合开关K闭合时，磁保持继电器K1线圈通电，复合开关K的磁保持继电器K1的主触点断开。本技术方案实现了配电网低压台区的智能化负载不平衡管理，改变了低压三相不平衡换相开关领域存在相间短路隐患的重大不安全格局，将产生巨大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能换相开关，尤其涉及一种通电前防相间短路的智能换相开关及其工作方法。
背景技术
在三相四线制的城市和农村低压配电网中，用户单相负荷和三相负荷混合接入电网。由于负载的不平衡和系统元件参数的不对称，普遍存在三相间负载不平衡的情况。同时，用户负荷不平衡状况的无规律性和不可预知性，容易导致低压配变负载长期的不平衡。
据统计，目前全国有超过85%的农村低压配变台区存在不同程度的三相不平衡状态，电力部门除了利用经验尽量合理地分配负荷外，几乎没有行之有效的解决办法，只能采取诸如增大中性线截面等保护措施以降低三相过度不平衡带来的安全风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种通电前防相间短路的智能换相开关，以达到提高三相负载平衡性的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种通电前防相间短路的智能换相开关，包括多组复合开关K、与复合开关K相连的控制复合开关K开断的控制单元，所述的复合开关K包括磁保持继电器K1；所述的磁保持继电器K1通过继电器驱动电路与控制单元相连；其特征在于：还包括与复合开关K相连的防相间短路装置，所述的防相间短路装置包括电池、主触点与复合开关K相连的第二继电器K2，所述的电池、第二继电器K2主触点、一组复合开关K、磁保持继电器K1线圈串联形成防相间短路支路；在复合开关K闭合时，磁保持继电器K1线圈通电，复合开关K的磁保持继电器K1的主触点断开。本技术方案适用于三相四线制低压电网，采用三相进线单相出线的接线方式。可在不导致负载因断电而停止运行的情况下，来优化低压电网的三相不平衡问题。本技术方案通过换相控制终端采集三相的负载功率，计算出配电变压器的负载不平衡度，根据设备安装点接入的相别和用户的负载情况，按三相不平衡优化控制策略执行开关选相切换操作。通过由换相控制终端发出的选相指令，换相开关可以在不停电的情况下（断电时间小于20ms）进行开关相别切换，自动平衡三相负荷水平，从而降低三相不平衡带来的危害，使电网平稳运行，提高供电质量。本技术方案实现了配电网低压台区的智能化负载不平衡管理，彻底改变了低压三相不平衡换相开关领域存在相间短路隐患的重大不安全格局，将产生巨大的经济效益和社会效益。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
进一步的，所述的第二继电器K2的常闭主触点与复合开关K相连。
进一步的，所述的防相间短路支路上串联限流电阻R1。限流电阻R1可防止通电瞬间第二继电器K2未来得及动作，而出现电流过大损坏电池和磁保持继电器K1线圈的情况。
进一步的，所述的防相间短路支路上串联限流电阻二极管D2。二极管D2，可进行电流方向控制。
进一步的，所述的防相间短路支路上串联热敏电阻RT1。可避免通电后第二继电器K2损坏，无法断开电池回路，而出现电流过大的情况。
本发明的另一个目的是提供一种通电前防相间短路的智能换相开关的工作方法，其特征在于：包括换相方法及通电前防相间短路方法；
一）换相方法包括以下步骤：
11）控制单元采集所在相别的电压、电流，传给换相控制终端；
12）换相控制终端根据三相不平衡情况，判断是否换相；
13）当需换相时，通过手动或换相控制终端控制方式进行换相，换相控制终端控制方式是通过通讯指令控制换相开关执行换相操作，换相操作具体由复合开关K通断实现；
14）换相开关执行换相满足条件包括：至少两相同时处于断开状态；电压、开关正常；
二）通电前防相间短路方法,包括以下步骤：
21）断电后，磁保持继电器K1主触点断开，三相开关处于分断的状态，整个产品处于断电状态；
22）当三相开关受力闭合时，磁保持继电器K1主触点闭合，电流从电池正极通过第二继电器K2主触点、三相复合开关K、磁保持继电器K1线圈、再到电池负极，形成电池回路，磁保持继电器K1线圈通电后，磁保持继电器K1主触点断开；三相复合开关K分断，电池回路断开，电池不耗电。
进一步的，第二继电器K2常闭触点与三相开关串联；通电后，第二继电器K2线圈通电，第二继电器K2常闭触点断开，电池与三相复合开关K断开。
进一步的，换相开关通电后，分断三相复合开关K，并恢复导通上次复合开关K导通的相别。
有益效果：
本技术方案同时应用于三相，可以同时防止三相掉电误闭合，自动防止相间短路。
在不导致负载因断电而停止运行的情况下，来优化低压电网的三相不平衡问题。本技术方案通过换相控制终端采集三相的负载功率，换相开关可以在不停电的情况下（断电时间小于20ms）进行开关相别切换，自动平衡三相负荷水平，从而降低三相不平衡带来的危害，使电网平稳运行，提高供电质量。
本技术方案实现了配电网低压台区的智能化负载不平衡管理，彻底改变了低压三相不平衡换相开关领域存在相间短路隐患的重大不安全格局，将产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的换相开关示意图。
图2是本发明的复合开关K接线图。
图3是本发明的防相间短路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1、2、3所示，本发明包括3组复合开关K、与复合开关K相连的控制复合开关K开断的控制单元、与复合开关K相连的防相间短路装置，所述的复合开关K包括磁保持继电器K1和晶闸管；所述的磁保持继电器K1通过继电器驱动电路与控制单元相连；所述的防相间短路装置包括电池、主触点与复合开关K相连的第二继电器K2，所述的电池、第二继电器K2主触点、一组复合开关K、磁保持继电器K1线圈串联形成防相间短路支路；在复合开关K闭合时，磁保持继电器K1线圈得电，复合开关K的磁保持继电器K1的主触点断开。本技术方案适用于三相四线制低压电网，采用三相进线单相出线的接线方式。可在不导致负载因断电而停止运行的情况下，来优化低压电网的三相不平衡问题。本技术方案通过换相终端采集三相的负载功率，计算出配电变压器的负载不平衡度，根据设备安装点接入的相别和用户的负载情况，按三相不平衡优化控制策略执行开关选相切换操作。通过由换相控制终端发出的选相指令，换相开关可以在不停电的情况下（断电时间小于20ms）进行开关相别切换，自动平衡三相负荷水平，从而降低三相不平衡带来的危害，使电网平稳运行，提高供电质量。本技术方案实现了配电网低压台区的智能化负载不平衡管理，彻底改变了低压三相不平衡换相开关领域存在相间短路隐患的重大不安全格局，将产生巨大的经济效益和社会效益。
为减少通电前电池的耗电量，所述的第二继电器K2的常闭主触点与复合开关K相连。
为防止通电瞬间第二继电器K2未来得及动作，而出现电流过大损坏电磁和磁保持继电器K1线圈的情况，所述的防相间短路支路上串联限流电阻R1。
由于电池电流必须是由电池正极流出，负极流入；所述的防相间短路支路上串联限流电阻二极管D2；二极管D2，可进行电流方向控制。
为避免通电后第二继电器K2损坏，无法断开电池回路，而出现电流过大的情况；所述的防相间短路支路上串联热敏电阻RT1。
带通电前防相间短路装置的智能换相开关的工作方法，包括换相方法及通电前防相间短路方法；
一）换相方法包括以下步骤：
11）控制单元采集所在相别的电压、电流，传给换相控制终端；
12）换相控制终端根据三相不平衡情况，判断是否换相；
13）当需换相时，通过手动或换相控制终端控制方式进行换相，换相控制终端控制方式是通过通讯指令控制换相开关执行换相操作，换相操作具体由复合开关K通断实现；
14）换相开关执行换相满足条件包括：至少两相同时处于断开状态；电压、开关正常；
二）通电前防相间短路方法,包括以下步骤：
21）断电后，磁保持继电器K1主触点断开，三相复合开关K处于切除的状态，整个产品处于断电状态；
22）运输过程三相复合开关K受力闭合时，磁保持继电器K1主触点闭合，电流从电池正极通过第二继电器K2主触点、三相复合开关K、磁保持继电器K1线圈、再到电池负极，形成电流回路，磁保持继电器K1线圈通电后，磁保持继电器K1主触点断开；三相复合开关K切除，电流回路断开，电池不耗电。
其中，第二继电器K2常闭触点与三相复合开关K串联；通电后，第二继电器K2线圈通电，第二继电器K2常闭触点断开，电池与三相复合开关K断开。
换相开关通电后，分断三相复合开关K，并恢复导通上次复合开关K导通的相别。
换相开关可以采集所在相别的电压、电流和有功功率；可以按时段统计平均有功功率；可以响应换相控制终端召测相应的时段数据；可以执行换相控制终端的控制命令；可以对各相别开关进行手动切换。只有在手动状态下才可以执行按键换相操作；其他状态不能用按键换相操作，只有换相控制终端可控制其换相。
以上图1、图2和图3所示的一种通电前防相间短路的智能换相开关及其工作方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种通电前防相间短路的智能换相开关，包括多组复合开关K、与复合开关K相连的控制复合开关K开断的控制单元，所述的复合开关K包括磁保持继电器K1；所述的磁保持继电器K1通过继电器驱动电路与控制单元相连；其特征在于：还包括与复合开关K相连的防相间短路装置，所述的防相间短路装置包括电池 、主触点与复合开关K相连的第二继电器K2，所述的电池、第二继电器K2主触点、一组复合开关K、磁保持继电器K1线圈串联形成防相间短路支路；在复合开关K闭合时，磁保持继电器K1线圈通电，复合开关K的磁保持继电器K1的主触点断开；
控制单元采集所在相别的电压、电流，传给换相控制终端；换相控制终端根据三相不平衡情况，判断是否换相。
2.根据权利要求1所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关，其特征在于：所述的第二继电器K2的常闭主触点与复合开关K相连。
3.根据权利要求2所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关，其特征在于：所述的防相间短路支路上串联限流电阻R1。
4.根据权利要求3所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关，其特征在于：所述的防相间短路支路上串联限流电阻二极管D2。
5.根据权利要求4所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关，其特征在于：所述的防相间短路支路上串联热敏电阻RT1。
6.采用权利要求1-5任一权利要求所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关的工作方法，其特征在于：包括换相方法及通电前防相间短路方法；
一）换相方法包括以下步骤：
11）控制单元采集所在相别的电压、电流，传给换相控制终端；
12）换相控制终端根据三相不平衡情况，判断是否换相；
13）当需换相时，通过手动或控制终端控制方式进行换相，控制终端控制方式是通过通讯指令控制换相开关执行换相操作，换相操作具体由复合开关K通断实现；
14）换相开关执行换相满足条件包括：至少两相同时处于断开状态；电压、开关正常；
二）通电前防相间短路方法,包括以下步骤：
21）断电后，磁保持继电器K1主触点断开，三相开关处于分断的状态，整个产品处于断电状态；
22）运输过程中发生三相开关受力闭合时，磁保持继电器K1主触点闭合，电流从电池正极通过第二继电器K2主触点、三相复合开关K、磁保持继电器K1线圈、再到电池负极，形成电流回路，磁保持继电器K1线圈通电后，磁保持继电器K1主触点断开；三相复合开关K分断，电池回路断开，电池不耗电。
7.根据权利要求6所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关的工作方法，其特征在于：第二继电器K2常闭触点与三相复合开关K串联；通电后，第二继电器K2线圈通电，第二继电器K2常闭触点断开，电池与三相复合开关K断开。
8.根据权利要求6所述的一种通电前防相间短路的智能换相开关的工作方法，其特征在于：换相开关通电后，分断三相复合开关K，并恢复导通上次复合开关K导通的相别。
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