CN108418307A - 带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站 - Google Patents

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黄陶
李曙光
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薛日新
李翦翌
李春生
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袁在斌
杨军
谭永军
戴林斌
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Abstract

本发明涉及一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站，包含综合配电箱体和综合配电箱内安装的各支路开关、总开关、电流互感器(2)、电压互感器(3)、可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)和电压互感器(3)的检测输出端接可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)、电压互感器(3)采集当前台区变压器供电系统输出的三相电流，可以得到当前台区变压器输出的功率因素、有功功率和无功功率信息输送给可编程主站中央处理器（CPU）；本发明可以方便的进行负荷相序转换的自动调整，使总负载在三相间均衡分配，且该相序转换方式为顺相转换。

Description

带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站
技术领域
本发明涉及电力负荷调控设备技术领域，具体涉及一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站,可以通过数据共享通讯方式从多个转换执行分站传输过来的电流和电压实时变量信息，经主站中央处理器CPU内部算法，来最终确定由多个转换执行分站其中的任意转换执行分站进行相序转换，实现供电系统三相输出电流自平衡。
背景技术
随着经济的飞速发展，在低压三相四线制的农网或城网供电系统中，由于用户多为单相负荷，而且负荷大小及用电时间的不同，三相负荷不平衡现象越来越明显，目前多是使用人工进行负荷的平衡调整，即电力运营部门根据各相负载情况，找大的用电单位人工调整他们一个单位的用电，使该区电网三相的负载整体趋于基本平衡，三相负载差别在允许范围之内。这种方法主要的问题就是仅能够使配电网趋于三相平衡、费时费力，所需调整的用电单位需要停工、耽误正常生产，而且时间长，危险性高，存在的不可控的因素。
如果设计一种带载式三相平衡自调节装置，使用含智能控制主站、多个转换执行分站的模式，就可以实现供电系统三相输出电流自平衡。而设计其含智能控制主站就成为本发明的关键技术。
发明内容
本发明提供一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站,可以通过数据共享通讯方式从多个转换执行分站传输过来的电流和电压实时变量信息，经主站中央处理器CPU内部算法，来最终确定由多个转换执行分站其中的任意转换执行分站进行相序转换，实现供电系统三相输出电流自平衡。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站，包含综合配电箱体和综合配电箱内安装的各支路开关、总开关、电流互感器(2)、电压互感器(3)、可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)和电压互感器(3)的检测输出端接可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)、电压互感器(3)采集当前台区变压器供电系统输出的三相电流，可以得到当前台区变压器输出的功率因素、有功功率和无功功率信息输送给可编程主站中央处理器（CPU）；综合配电箱内还有开关状态和环境检测装置(1)连接可编程主站中央处理器（CPU），可以对综合配电箱内部各支路开关与总开关的状态检测，对柜内当前的温湿度环境进行检测；所述可编程主站中央处理器（CPU）由32位LPC系列CPU组成，该可编程主站中央处理器（CPU）外接有人机交互界面(4)、转换执行分站通讯系统(6)和物理按钮，人机交互界面(4)可以全中文显示当前智能控制主站的运行状态、和所监控的多个转换执行分站的运行状态；物理按钮可设置智能控制主站与转换执行分站的额定电流、过载系数系统参数；所述可编程主站中央处理器（CPU）预留了部分可扩展接口 (7)和大数据通讯接口(8)。
所述的智能控制主站为综合配电箱嵌入式结构。
本发明通过智能控制主站、多个转换执行分站；多个转换执行分站采集当前的三相电流、电压、内部环境温度、设备自检状态实时变量参数，通过数据共享通讯方式传输至智能控制主站；智能控制主站采集总的输出电流，结合多个转换执行分站传输过来的电流和电压实时变量，经主站中央处理器CPU内部算法，来最终确定由多个转换执行分站其中的任意转换执行分站进行相序转换，实现供电系统三相输出电流自平衡。
所述主站中央处理器CPU内部算法，是一种循环试投法，即预先设定三相不平衡电流的闽值为P，只要智能控制主站采集总的不平衡输出电流小于P，主站中央处理器CPU内部无指令，系统不动作；当三相不平衡电流大大超过P时，主站中央处理器CPU发出转换试投指令，试投方式是按转换执行分站的编号顺序以及每个转换执行分站内的第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）和第三转换开关（SW3）排列顺序快速扫描式轮流试投；当投到某转换执行分站中的某组转换开关，智能控制主站采集总的不平衡输出电流小于P时，主站中央处理器CPU发出保持该转换指令；此后，又出现三相不平衡电流超过P时，主站中央处理器CPU又再次发出转换试投指令；最终使总的不平衡输出电流动态地维持小于P。
附图说明
图1是本发明的智能控制主站构架示意图。
具体实施方式
一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站，包含综合配电箱体和综合配电箱内安装的各支路开关、总开关、电流互感器(2)、电压互感器(3)、可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)和电压互感器(3)的检测输出端接可编程主站中央处理器（CPU）；其特征是：电流互感器(2)、电压互感器(3)采集当前台区变压器供电系统输出的三相电流，可以得到当前台区变压器输出的功率因素、有功功率和无功功率信息输送给可编程主站中央处理器（CPU）；
综合配电箱内还有开关状态和环境检测装置(1)连接可编程主站中央处理器（CPU），可以对综合配电箱内部各支路开关与总开关的状态检测，对柜内当前的温湿度环境进行检测；
所述可编程主站中央处理器（CPU）由32位LPC系列CPU组成，该可编程主站中央处理器（CPU）外接有人机交互界面(4)、转换执行分站通讯系统(6)和物理按钮，人机交互界面(4)可以全中文显示当前智能控制主站的运行状态、和所监控的多个转换执行分站的运行状态，当系统有故障发生时，会第一时间显示故障信息，有利于现场维修人员更快速找到故障并处理好；物理按钮可设置智能控制主站与转换执行分站的额定电流、过载系数系统参数；
所述可编程主站中央处理器（CPU）预留了部分可扩展接口 (7)和大数据通讯接口(8)，可扩展接口 (7)方便于系统硬件的升级；大数据通讯接口(8)可设置智能控制主站内的变量信息、并选择性地对外部单向传输至指定的云端，云端监控中心可实时监测到智能控制主站、转换执行分站设备的运行状态，当有故障发生时能第一时间了解故障信息，并及时针对性地去现场维修。
所述的智能控制主站为综合配电箱嵌入式结构。
所述的数据共享通讯方式包括载波、wifi、ZigBee技术；ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
图1中，标记(1)为综合配电箱内部各支路开关与总开关的状态检测，对柜内当前的温湿度环境进行检测；标记 (2)表示通过互感器采集当前台区变压器输出的三相电流；标记(3)采集当前供电系统的三相电压，结合对三相电流的采集，可以得到当前台区变压器输出的功率因素、有功功率和无功功率等信息；标记(4)为人机交互界面：全中文显示当前智能控制主站的运行状态、每个转换执行分站的运行状态，当有故障发生时，会第一时间显示故障信息，更利于现场维修人员更快速找到故障并处理好。物理按钮可设置主站与分站的一些系统参数如：额定电流、过载系数等。标记(5)表示由32位LPC系列CPU组成的可编程主站中央处理器，该主站中央处理器CPU具有运行稳定可靠、可扩展功能丰富等优点；标记(6)表示智能控制主站与每个转换执行分站的通讯系统，使用含载波、wifi、ZigBee等方式，实现智能控制主站与每个转换执行分站之间实现数据传输和共享；标记(7)表示扩展接口：主站预留了部分可扩展接口，更方便于系统硬件的升级；标记(8)是大数据通讯接口：智能控制主站内的变量信息，可设置、可选择性地对外部单向传输至指定的云端，监控中心可实时监测到设备的运行状态，当有故障发生时能第一时间了解故障信息，并及时针对性地去现场维修。
系统自检保护：
a.外部因素如：过压、浪涌、雷击等因素时，本发明系统会实现自保护，断开总断路器；
b.内部因素如转换执行分站可控硅开路、短路；接触器触头粘连、线圈烧毁；本发明系统会执行跳开或者一直动作该组模式，并发出声光报警与故障信号给主智能控制主站；
c.为保障供电的持续性，当分站内部出现任意故障时，总有其中的任意一组序别输出；
维修：本发明所有装置都采用功能模块化分区，当某个功能区出现问题时，系统会针对性地指向该故障区并隔离该故障区；维修人员可在更短的时间内，直接替换故障区即可正常使用。

Claims (2)

1.一种带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站，包含综合配电箱体和综合配电箱内安装的各支路开关、总开关、电流互感器(2)、电压互感器(3)、可编程主站中央处理器（CPU）；电流互感器(2)和电压互感器(3)的检测输出端接可编程主站中央处理器（CPU）；其特征是：电流互感器(2)、电压互感器(3)采集当前台区变压器供电系统输出的三相电流，可以得到当前台区变压器输出的功率因素、有功功率和无功功率信息输送给可编程主站中央处理器（CPU）；综合配电箱内还有开关状态和环境检测装置(1)连接可编程主站中央处理器（CPU），可以对综合配电箱内部各支路开关与总开关的状态检测，对柜内当前的温湿度环境进行检测；所述可编程主站中央处理器（CPU）由32位LPC系列CPU组成，该可编程主站中央处理器（CPU）外接有人机交互界面(4)、转换执行分站通讯系统(6)和物理按钮，人机交互界面(4)可以全中文显示当前智能控制主站的运行状态、和所监控的多个转换执行分站的运行状态；物理按钮可设置智能控制主站与转换执行分站的额定电流、过载系数系统参数；所述可编程主站中央处理器（CPU）预留了部分可扩展接口 (7)和大数据通讯接口(8)。
2.根据权利要求1所述的带载式三相平衡自调节装置的智能控制主站，其特征还在于：所述的智能控制主站为综合配电箱嵌入式结构。
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