CN108152729A - 一种三相电流不平衡调节装置的检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三相电流不平衡调节装置的检测装置和方法，检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块，第一空气断路器设置在进线上，其通过电流互感器连接母排，独立负荷模块和调节负荷模块分别与母排连接。本发明采用独立负荷模块和调节负荷模块两种负荷拓扑，调节负荷模块不可调，为了快速检验，只通过按钮即可调节独立负荷模块，能够同时对三相电流不平衡调节装置中多个换相开关进行检测，检测效率高。且本发明模拟了配电网台区的三相不平衡复杂工况，降低模拟配电网台区的负荷功率，通过软件对检测的电流量进行放大，易于验证三相电流不平衡调节装置的调节能力。

Description

一种三相电流不平衡调节装置的检测装置和方法

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体涉及一种三相电流不平衡调节装置的检测装置和方法。

背景技术

近年来，电网系统对配电网的要求逐年提高，特别是配电网中的380V电压等级的配电台区，由于该配电系统用户侧几乎都是单相负荷，且用电具有不同时性，极易出现三相不平衡的电能质量问题，不平衡度严重超标。三相不平衡问题是配电台区的能否长期稳定运行的重要条件，也是变压器稳定运行的前提条件。而三相不平衡问题，从原因上来讲，是配电网台区变压器的电流不平衡。目前的三相电流不平衡调节装置包括如下三种类型：1)相间电容型，放于台区变压器的副边，通过相间和相零间电容投入，来达到台区变压器的原边的电流是平衡状态；2)SVG型，放于台区变压器的副边，通过三相有功调节，在台区变压器的原边，电流是平衡状态；3)换相开关型，以晶闸管并联开关的型式，该装置放置于配电台区的终端负荷侧，通过调节终端负荷的供电相别，来平衡配电台区变压器。

目前三相电流不平衡调节装置在配电网“低电压”治理领域获得了广泛应用。在国内，三相电流不平衡调节装置的厂商也在逐渐增多，产品产量越来越大，三相电流不平衡调节装置的快速出厂检验显得尤为重要，特别是换相开关型的三相不平衡调节装置，一套装置本身按照基本配置就包含了九个换相开关，如果大量生产，则给出厂检测带来不小的工作量，减慢工作效率。现有技术中三相电流不平衡调节装置的检测装置是针对单个换相开关和单个控制器的检测，包括对换相开关其是否能正确动作、采样数据情况、通讯性能，控制器的采样数据、通讯性能进行验证，其检测手段还是需要一定技术能力的专业人士才能检测，即检测方法具有局限性，缺乏对三相电流不平衡调节装置中多个换相开关进行批量检测的检测装置，检测效率低。

发明内容

为了克服上述现有技术中检测手段具有局限性且检测效率低的不足，本发明提供一种三相电流不平衡调节装置的检测装置和方法，检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块，检测方法基于初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度调节独立负荷模块，实现三相电流不平衡调节装置中多个换相开关的批量检测，检测效率高。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种三相电流不平衡调节装置的检测装置，所述三相电流不平衡调节装置包括控制器和M个换相开关；所述检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块；

所述第一空气断路器设置在进线上，其输出侧的三相电压及零线连接控制器的电压进线，且其通过电流互感器连接母排，所述独立负荷模块和调节负荷模块分别与母排连接。

所述电流互感器的一次侧连接第一空气断路器，其二次侧连接控制器的电流进线。

所述独立负荷模块包括第二空气断路器、N个继电器单元和N个负荷组；

所述第二空气断路器的输入端连接母排，所述N个继电器单元的输入端均连接第二空气断路器的输出端，其输出端分别对应连接N个负荷组的输入端，所述N个负荷组的输出端均接零线。

所述继电器单元包括三个继电器，三个继电器分别接入不同相别。

所述独立负荷模块中的每个继电器单元输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联.

所述独立负荷模块中的第一个继电器单元输出端对应连接的第一个负荷组包括一个负荷，第二个继电器单元输出端对应连接的第二个负荷组包括二个并联的负荷，以此类推，第N个继电器单元输出端对应连接的第N个负荷组包括N个并联的负荷。

所述调节负荷模块包括M个空气继电器和M个负荷单元；

所述M个空气继电器的输入端连接母排，输出端分别通过转接端子连接第一测试线的一端，所述M个换相开关的输入端通过不同鳄鱼夹连接第一测试线的另一端，其输出端通过不同鳄鱼夹连接第二测试线的一端，所述第二测试线的另一端通过转接端子连接M个负荷单元的输入端，所述M个负荷单元的输出端均接零线。

所述换相开关的输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联。

所述M个换相开关中的第一个换相开关的输出端对应连接的第一个负荷单元包括一个负荷，第二个换相开关的输出端对应连接的第二个负荷单元包括两个负荷，第三个换相开关的输出端对应连接的第三个负荷单元包括三个负荷，以此类推，第M个换相开关的输出端对应连接的第M个负荷单元包括M个负荷。

另一方面，本发明还提供一种三相电流不平衡调节装置的检测方法，基于上述的检测装置实现，所述检测方法包括：

计算初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；

基于初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度，三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

基于记录的动作换相开关的编号及动作状态调节独立负荷模块中各个继电器的相别，同时三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

重复调节独立负荷模块中各个继电器的相别，直至M组换相开关的三相均正常运行。

所述初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度按下式计算：

其中，Δ表示初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；I_MAX表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最大值，I_MIN表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最小值。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块，第一空气断路器设置在进线上，其输出侧的三相电压及零线连接控制器的电压进线，且其通过电流互感器连接母排，独立负荷模块和调节负荷模块分别与母排连接，能够同时对三相电流不平衡调节装置中多个换相开关进行检测，提高了检测效率；

本发明提供的检测装置采用独立负荷模块和调节负荷模块两种负荷拓扑，调节负荷模块不可调，为了快速检验，只通过按钮即可调节独立负荷模块，进而达到检验三相电流不平衡调节装置的目的；

本发明提供的检测装置采用灵活的负荷配置方式，独立负荷模块和调节负荷模块中的不同负荷均通过转接端子的短接线进行连接，并可以快速拔插，在换相开关侧也通过鳄鱼夹的方式，可以快速连接换相开关的输入/输出端，节省了拧螺丝卸螺丝的时间；

本发明提供的检测装置模拟了配电网台区的三相不平衡复杂工况，降低模拟配电网台区的负荷功率，通过软件对检测的电流量进行放大，易于验证三相电流不平衡调节装置的调节能力；

本发明提供的三相电流不平衡调节装置的检测方法中，先计算初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度，然后基于初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度，三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；接着基于记录的动作换相开关的编号及动作状态调节独立负荷模块中各个继电器的相别，同时三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；最后重复调节独立负荷模块中各个继电器的相别，直至所有换相开关的三相均正常运行，该检测方法对技术人员要求不高，可以对三相电流不平衡调节装置中多个换相开关进行批量检测，检测效率高。

附图说明

图1是本发明实施例1中三相电流不平衡调节装置的检测装置结构图；

图2是本发明实施例1中换相开关结构图；

图3是本发明实施例1中三相电流不平衡调节装置的检测方法流程图；

图4是本发明实施例2中三相电流不平衡调节装置的检测装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供一种三相电流不平衡调节装置的检测装置，其中的三相电流不平衡调节装置包括控制器和由控制器控制的M个换相开关(图1中的KD1至KDM)；本发明实施例提供的三相电流不平衡调节装置的检测装置结构图如图1所示，图1中，KK1表示第一空气断路器，KK2表示独立负荷模块中的第二空气断路器，K1A、K1B和K1C分别为独立负荷模块中第一个继电器单元的三相继电器，K2A、K2B和K2C分别为独立负荷模块中第二个继电器单元的三相继电器，以此类推；K1到KM分别为调节负荷模块中的M个空气断路器，R表示负荷，CT1表示设置在第一空气断路器和母线之间的电流互感器。KD1到KDM分别为M个换相开关，换相开关的具体结构如图2所示，图2中，VTa、VTb、VTc是晶闸管组(两个晶闸管反并联)，KMA、KMB、KMC为开关，CT2是电流互感器。

本发明实施例1提供的三相电流不平衡调节装置的检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块；其中的第一空气断路器设置在进线上，第一空气断路器输出侧的三相电压及零线连接控制器的电压进线，且第一空气断路器通过电流互感器连接母排，其中的独立负荷模块和调节负荷模块分别与母排连接。

上述电流互感器的一次侧连接第一空气断路器，电流互感器的二次侧连接控制器的电流进线。

上述的独立负荷模块包括第二空气断路器、N个继电器单元和N个负荷组；

第二空气断路器的输入端连接母排，N个继电器单元的输入端均连接第二空气断路器的输出端，其输出端分别对应连接N个负荷组的输入端，N个负荷组的输出端均接零线。

每个继电器单元均包括三个继电器，三个继电器分别接入不同相别。如图1所示，第一个继电器单元中的三个继电器分别为K1A、K1B、K1C，第二个继电器单元中的三个继电器分别为K2A、K2B、K2C，以此类推，第N个继电器单元中的三个继电器分别为KNA、KNB、KNC。将调节负荷模块中每个负荷单元中的第一个负荷用点灯代替，比较直观的看到负荷通电及换相过程中的灯是否变暗，如图1中的D1至DM(D1至DM为电灯)。

独立负荷模块中的每个继电器单元输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联。具体地，上述的独立负荷模块中的第一个继电器单元输出端对应连接的第一个负荷组包括一个负荷，第二个继电器单元输出端对应连接的第二个负荷组包括二个并联的负荷，以此类推，第N个继电器单元输出端对应连接的第N个负荷组包括N个并联的负荷。

上述调节负荷模块包括M个空气继电器和M个负荷单元；M个空气继电器的输入端连接母排，输出端分别通过转接端子连接第一测试线的一端，M个换相开关的输入端通过不同鳄鱼夹连接第一测试线的另一端，M个换相开关的输出端通过不同鳄鱼夹连接第二测试线的一端，第二测试线的另一端通过转接端子连接M个负荷单元的输入端，M个负荷单元的输出端均接零线。

上述换相开关的输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联。具体地，M个换相开关中的第一个换相开关的输出端对应连接的第一个负荷单元包括一个负荷，第二个换相开关的输出端对应连接的第二个负荷单元包括两个负荷，第三个换相开关的输出端对应连接的第三个负荷单元包括三个负荷，以此类推，第M个换相开关的输出端对应连接的第M个负荷单元包括M个负荷。

本发明实施例1还提供一种三相电流不平衡调节装置的检测方法，基于上述的检测装置实现，本发明实施例1提供的三相电流不平衡调节装置的检测方法具体过程如下：

S101：计算初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；

S102：基于S101计算的初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度，三相电流不平衡调节装置动作，换相开关换相，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

S103：基于记录的动作换相开关的编号及动作状态调节独立负荷模块中各个继电器的相别，比如取其中的q(1≤q≤N)负荷从当前相别切换到其他相别，三相不平衡调节装置下的换相开关负荷以步骤1状态分布，则不平衡度有变化，三相电流不平衡调节装置动作，换相开关开始换相，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

S104：重复调节独立负荷模块中各个继电器的相别(即重复执行S103)，直至M组换相开关的三相均正常运行。

设让独立负荷模块中的负荷组在初始状态分别以1～x组在A相，(x+1)～2x组在B相，(2x+1)～N组在C相；参照独立负荷模块，调节负荷模块分别以1～y组在A相，(y+1)～2y组在B相，(2y+1)～M组在C相。于是上述S101中，初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度按下式计算：

其中，Δ表示初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；I_MAX表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最大值，I_MIN表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最小值，初始状态下各个负荷相别位置及其不平衡度如表1所示：

表1

实施例2

本发明实施例2提供的三相电流不平衡调节装置的检测装置结构图如图4所示，三相电流不平衡调节装置中有9个换相开关(图4中的KD1至KD9)，独立负荷模块中设有5个负荷组和5个继电器单元，调节负荷模块中设有9个空气断路器(图4中的K1到K9)和9个负荷单元；KK1表示第一空气断路器，KK2表示独立负荷模块中的第二空气断路器，K1A、K1B和K1C分别为独立负荷模块中第一个继电器单元的三相继电器，K2A、K2B和K2C分别为独立负荷模块中第二个继电器单元的三相继电器，以此类推，K5A、K5B和K5C分别为独立负荷模块中第五个继电器单元的三相继电器；R表示负荷，考虑到节能降耗，功率可以选择很小，比如5.1k/25W，实际使用的功率是10W，则整体负荷的功率是600W，通过软件对检测的电流量进行放大倍数，达到验证三相不平衡调节装置的目的。将调节负荷模块中每个负荷单元中的第一个负荷用点灯代替，比较直观的看到负荷通电及换相过程中的灯是否变暗，如图4中的D1至D9(D1至D9为电灯)。CT1表示设置在第一空气断路器和母线之间的电流互感器。

下面详细介绍本发明实施例2提供的三相电流不平衡调节装置的检测方法具体流程：

KK1、KK2、K1至K9处于闭合状态，控制器上电，并查询九个换相开关的状态位置及不平衡度，以及独立5路的负荷位置，如下图进入初始位置状态，开始进入调节，调节以下表为例，经过13次只改动独立负荷的相别，单人操作，简单方便，可以检验每个换相开关分别动作两次，验证了换相开关的换相及通讯功能。

三相电流不平衡调节装置的检测装置上电后操作各负荷的相别位置及调节后各负荷的相别位置，得到切换状态1，如表2所示：

表2

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，1至4组独立负荷换至C相，得到切换状态2，如表3表示：

表3

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，4组独立负荷换至B相，得到切换状态3，如表4所示：

表4

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，1组独立负荷换至A相，得到切换状态4，如表5所示：

表5

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，3组独立负荷换至A相，得到切换状态5，如表6所示：

表6

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，4组独立负荷换至A相，2、3、5组独立负荷换至B相，1组独立负荷换至C相，得到切换状态6，如表7所示：

表7

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，2、3、5组独立负荷换至A相，1组独立负荷换至B相，得到切换状态7，如表8所示：

表8

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，3、5组独立负荷换至B相，得到切换状态8，如表9所示：

表9

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，1、5组独立负荷换至A相，2组独立负荷换至B相，3、4组独立负荷换至C相，得到切换状态9，如表10所示：

表10

三相电流不平衡调节装置的检测装置中换独立负荷，5组独立负荷换至C相，得到切换状态10，如表11所示：

表11

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，1、2组独立负荷换至C相，得到切换状态11，如表12所示：

表12

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，2组独立负荷换至A相，切换状态12，如表13所示：

表13

三相电流不平衡调节装置的检测装置中切换独立负荷，2组独立负荷换至C相，1组独立负荷换至A相，切换状态13，如表14所示：

表14

三相电流不平衡调节装置的检测装置除了可以作为换相开关的出厂检测外，还可以验证SVG型和相间电容型三相电流不平衡调节装置的功能性，适合采购方验证厂商的三相不平衡治理效果。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述三相电流不平衡调节装置包括控制器和M个换相开关；所述检测装置包括进线、第一空气断路器、电流互感器、母排、独立负荷模块和调节负荷模块，通过独立负荷模块和调节负荷模块对M个换相开关进行检测；

所述第一空气断路器设置在进线上，其输出侧的三相电压及零线连接控制器的电压进线，且其通过电流互感器连接母排，所述独立负荷模块和调节负荷模块分别与母排连接。

2.根据权利要求1所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述电流互感器的一次侧连接第一空气断路器，其二次侧连接控制器的电流进线。

3.根据权利要求1所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述独立负荷模块包括第二空气断路器、N个继电器单元和N个负荷组；

所述第二空气断路器的输入端连接母排，所述N个继电器单元的输入端均连接第二空气断路器的输出端，其输出端分别对应连接N个负荷组的输入端，所述N个负荷组的输出端均接零线。

4.根据权利要求3所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述继电器单元包括三个继电器，三个继电器分别接入不同相别。

5.根据权利要求3所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述独立负荷模块中的每个继电器单元输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联。

6.根据权利要求5所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述独立负荷模块中的第一个继电器单元输出端对应连接的第一个负荷组包括一个负荷，第二个继电器单元输出端对应连接的第二个负荷组包括二个并联的负荷，以此类推，第N个继电器单元输出端对应连接的第N个负荷组包括N个并联的负荷。

7.根据权利要求1所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述调节负荷模块包括M个空气继电器和M个负荷单元；

所述M个空气继电器的输入端连接母排，输出端分别通过转接端子连接第一测试线的一端，所述M个换相开关的输入端通过不同鳄鱼夹连接第一测试线的另一端，其输出端通过不同鳄鱼夹连接第二测试线的一端，所述第二测试线的另一端通过转接端子连接M个负荷单元的输入端，所述M个负荷单元的输出端均接零线。

8.根据权利要求7所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述换相开关的输出端对应连接一个负荷组，每个负荷组包括不同个数的负荷，每个负荷组中各负荷间通过转接端子并联。

9.根据权利要求8所述的三相电流不平衡调节装置的检测装置，其特征在于，所述M个换相开关中的第一个换相开关的输出端对应连接的第一个负荷单元包括一个负荷，第二个换相开关的输出端对应连接的第二个负荷单元包括两个负荷，第三个换相开关的输出端对应连接的第三个负荷单元包括三个负荷，以此类推，第M个换相开关的输出端对应连接的第M个负荷单元包括M个负荷。

10.一种三相电流不平衡调节装置的检测方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一所述的检测装置实现，所述检测方法包括：

计算初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；

基于初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度，三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

基于记录的动作换相开关的编号及动作状态调节独立负荷模块中各个继电器的相别，同时三相电流不平衡调节装置动作，直至三相电流不平衡调节装置的三相电流达到平衡，并记录动作换相开关的编号及动作状态；

重复调节独立负荷模块中各个继电器的相别，直至M组换相开关的三相均正常运行。

11.根据权利要求10所述的三相电流不平衡调节装置的检测方法，其特征在于，所述初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度按下式计算：

其中，Δ表示初始状态下三相电流不平衡调节装置的三相电流不平衡度；I_MAX表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最大值，I_MIN表示三相电流不平衡调节装置的三相电流最小值。