CN205104912U - 一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，包括统一调度主机装置、主断路器、2个或者3个分支断路器，以及每个分支断路器对应的3个从机切换装置。统一调度主机装置与下面所有的从机切换装置通过电力载波模块通讯。所有的装置可以集成在JP配电柜中。本实用新型解决了城市小区等集中供电负荷密集区域内的电流不平衡问题。通过新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，在线自动平衡各相负荷，补偿精度高，没有换相损耗和开关损耗，大大减小电网不平衡带来的线路损耗和变压器损耗，稳定了供电电压，提高了供电质量。

Description

一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，应用于负荷集中的线路不平衡电流补偿。

背景技术

在低压配电网系统中，存在大量单相、不对称、非线性、冲击性负荷，由于早期电网设计规划的不周，会出现大量单相负荷集中在一相或两相的情况，这些不均衡负荷会使配电系统产生三相不平衡，导致供电系统三相电压、电流的不平衡。

由于负荷分配不均，负荷性质也不一致，造成低压供电系统电压电压和负荷不平衡。现在集中补偿负荷不平衡的方法主要是三相电容器共补和分补，但是要求负荷的功率因数不能太高。因此这种补偿方法有很大的缺陷，由于单体电容器的容量不连续，导致不平衡的补偿精度不高，同时很容易造成无功过度补偿。同时电容器自身有不可忽略的损耗，容易放大谐波，对自身有比较严重的损害，使用寿命受到很大的约束。

三相电压或电流不对称会对电力系统中的发电、输电、配电设备及用电设备造成一系列的危害。

（1）增加了线路损耗：电流通过导线时，由于导线电阻的作用，将在导线上产生功率损耗。不平衡度越大，线路损耗也越大。

（2）增加了配电变压器的有功损耗.

（3）降低了配电变压器出力。

现有技术中，配电网负荷分配主要是靠人工换相调整，具有以下问题：

（1）人工测试只能是某一时刻或某几个时刻对线路进行负荷测量，不可能全时段对线路三相负荷进行测量，因而人工测试结果只能代表某一时段负荷平衡情况，由于低压负荷变化较大，不确定因素多，人工测试结果往往误差较大。

（2）人工换相需要较长时间停电，降低了供电质量和可靠性。

鉴于低压配电网系统的一系列不平衡问题，设计了一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，不断电在线进行负荷分配，既解决了低压配电网系统三相不平衡的问题，降低线损，也提高了供电质量，同时该装置无损耗，不受供电负荷性质和谐波电流的影响，使用寿命长。

实用新型内容

本实用新型提供一种新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，其目的是直接将配电网中负荷最大相别中的电流合理的分配一部分到负荷最小的相别，实现配电网整体电流平衡，解决三相不平衡的问题，大大减小供电线损，提升了电压合格率，提高了配电网供电质量，降低企业的供电成本，实现节能减排的目的。

本实用新型采用如下方案实现：

新型集中式三相无损耗平衡负荷装置主要由包括统一调度主机装置（2）、主断路器（3）、各分线断路器（4）和与分线断路器与其对应的从机切换装置（5）组成。将原来的3回三相输电线路转变为9条单相输电线路。合理分配负荷到相应的相别中，最终使得9条供电线路的总电流平衡），所述统一调度主机装置（2）采集三相主断路器（3）出口处的电流和电压，与三相主断路器（3）并联，主断路器（3）下分成三组支线，每条支线下接入一个分线断路器（4），每个分线断路器（4）分别并联接入3个从机切换装置（5），每个从机切换装置引出一条单相供电线路（6）给一组集中负荷供电。因此本方案仅针对于单相供电用户。

统一调度主机装置（2）采集三相电流和零序电流，计算配电变压器（1）的不平衡度，根据9条供电线路的接入相序和负荷情况，通过配电边压器平衡控制策略，获取最佳相别投切方案，使用电力载波集中器，下发控制指令。基于晶闸管固态开关SSR的，从机切换装置（5）收到控制指令，不断电在线切换线路的相别，解决三相不平衡的问题，大大减小供电线损，提升了电压合格率，提高了配电网供电质量，降低企业的供电成本。

基于晶闸管固态开关SSR的从机切换装置（5）采集线路的电压电流，使用电力载波模块，把收集的电压电流上送到统一调度主机装置（2）。从机切换装置（5）对负荷自动平衡调整，按照接收的指令对供电相别进行自动选择。

在线不断电切换开关是本装置的执行设备，主回路由三路反并联晶闸管和三组磁保持继电器独立设计，零线无开关。采用高性能DSP控制器，工作时候微DSP控制器通过高低电平分析判断每一相的闭合和分断，任意两相之间不能同时导通，即任意时刻最多只能有一个输出高电平，只能有一对大功率晶闸管（7）或与之对应的磁保持继电器（8）闭合，接收换相指令时候先分段分断后闭合。

本实用新型的有益技术效果是：本实用新型与现有技术相比，实现配电网整体电流平衡，解决三相不平衡的问题，明显提高了不平衡治理效率和精度，在线实时自动调整，不需要停电，不需要人工干预。减小变压器线损，提升了电压合格率，提高了配电网供电质量，降低企业的供电成本，实现节能减排的目的。

附图说明

图1是本实用新型集中式三相无损耗平衡负荷装置结构示意图；

图2为本实用新型中机切换装置结构示意图；

图中：1.配电变压器，2.统一调度主机装置，3.主断路器，4.各分线断路器，5.与分线断路器对应的从机切换装置，6.单相输电线路供电线路，7.反并联大功率晶闸管，8.磁保持继电器，9.控制器模块，10.电力载波接收模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型做进一步说明。

新型集中式三相无损耗平衡负荷装置主要由统一调度主机装置（2）、主断路器（3）、各分线断路器（4）和与分线断路器对应的从机切换装置（5）组成。

统一调度主机装置（2）靠近主断路器（3）安装，采集三相电流和零序电流，计算配电变压器（1）的不平衡度，根据配电变压器出口电流，9条输电线路负载情况，通过配电边压器平衡控制策略，获取最佳相别投切方案，使用电力载波集中器，下发控制指令。基于晶闸管固态开关SSR的从机切换装置（5）收到控制指令，不断电在线切换用户的相别。

基于晶闸管固态开关SSR的从机切换装置（5）靠近各分线断路器（4）安装，采集线路的电压电流，使用电力载波模块，把收集的电压电流上送到统一调度主机装置（2）。从机切换装置（5）主要是对三相负荷自动平衡调整，按照接收的指令对供电相别进行自动选择。同时由于采用大功率晶闸管固态开关，可将电压中断时间降低在2ms以内，小于国家电压暂降标准，不会对供电用户产生影响。

在线不断电切换开关是本装置的执行设备，主回路由三路反并联晶闸管和三组磁保持继电器独立设计，零线无开关。采用高性能DSP控制器，工作时候微DSP控制器通过高低电平分析判断每一相的闭合和分断，任意两相之间不能同时导通，即任意时刻最多只能有一个输出高电平，只能有一对晶闸管（7）或与之对应的磁保持继电器（8）闭合，接收换相指令时候先分段分断后闭合。

本专利的集中式三相无损耗平衡负荷装置能够适用于大部分供电密集的配电网络，对城市低压配电网，该新型无损耗平衡负荷装置优势比较明显，解决了三相不平衡的问题，明显提高了不平衡治理效率和精度，在线实时自动调整，不需要停电，不需要人工干预。同时大大减小供电线损，提升了电压合格率，提高了配电网供电质量，降低企业的供电成本，实现节能减排的目的。

Claims (2)

1.新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，其特征在于，该集中式三相无损耗平衡负荷装置包括统一调度主机装置（2）、主断路器（3）、各分线断路器（4）和与分线断路器对应的从机切换装置（5），所述统一调度主机装置（2）采集三相主断路器（3）的电流和电压，与三相主断路器（3）并联，主断路器（3）下分成三组支线，每条支线下接入一个分线断路器（4），每个分线断路器（4）分别并联接入3个从机切换装置（5），每个从机切换装置引出一条单相供电线路（6）给一组集中负荷供电。

2.根据权利要求1所述的新型集中式三相无损耗平衡负荷装置，其特征在于，所述从机切换装置（5），包括电力载波接收模块（10）、控制器模块（9）、反并联大功率晶闸管（7）和磁保持继电器（8），其中每组反并联大功率晶闸管（7）和磁保持继电器（8）分相并联，一端分别连接ABC三相电压，另外一端共同引出一条L线与底线N线共同给负载供电。