CN205407280U - 三相不平衡治理系统 - Google Patents

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张帆
王山磊
单冠华
杨鹏
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SHANDONG ELECTRICAL ENGINEERING & EQUIPMENT GROUP XINNENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.
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JIANGSU ZHENGUANG POWER EQUIPMENT CONSTRUCTION CO Ltd
Shandong Electrical Engineering & Equipment Group Xinneng Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种三相不平衡治理系统，所述三相不平衡系统包括粗调部分和精细调整部分，粗调部分通过换相开关实现，精细调整部分通过不平衡治理单元实现，通过换相开关在末端支路粗调，不平衡治理单元在干路进行精细调整，将台区治理三相不平衡度控制在5%以内，系统兼具功能性及经济性，克服了晶闸管换相开关发热、换相开关治理效果达不到要求等问题。

Description

三相不平衡治理系统
技术领域
本实用新型涉及一种三相不平衡治理系统，可使三相供电线路相间负荷均衡分配，属于低压配电领域。
背景技术
由于低压电网是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络，低压电网的三相平衡一直就是困扰供电单位的主要问题之一，造成变压器损耗和线路损耗大幅增加。三相不平衡问题给低压电网运行和电气设备造成较大的不良影响。
有关规程规定：配电变压器出口处的负荷电流不平衡度应小于10％，中性线电流不应超过低压侧额定电流的25％，低压主干线及主要分支线的首端电流不平衡度应小于20％。
现在的三相不平衡治理方法一般采用换相开关或者有源治理装置，传统的换相开关系统存在着单相负荷过大时，调相后可能会形成新的不平衡状况，纯晶闸管电路存在发热量高的缺点，且治理效果达不到国家有关要求，而传统的有源治理装置又存在着容量小，高容量设备昂贵等缺点。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种三相不平衡治理系统，克服了晶闸管换相开关发热、治理效果达不到要求，有源治理装置容量低、设备昂贵的问题。
为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种三相不平衡治理系统，包括粗调部分与精细调整部分，所述粗调部分连接于配变与用户之间，粗调部分包括换相开关、换相开关控制模块以及支路检测单元，支路检测单元检测支路的电流，支路检测单元的输出端与换相开关控制模块的输入端相连接，换相开关控制模块的输出端连接换相开关；所述精细调整部分包括主机检测单元、主机控制单元和不平衡治理单元，主机检测单元检测总路的电流，主机检测单元的输出端与主机控制单元的输入端相连，主机控制单元的输出端与不平衡治理单元输入端相连，换相开关控制模块与主机控制单元之间通过通讯模块通讯连接，主机检测单元接收支路检测单元和主机检测单元检测的电信号并向换相开关和不平衡治理单元发送控制信号。
本实用新型所述三相不平衡治理系统，所述换相开关为晶闸管与继电器并联的复合开关，三相电网的每一相都连接一个换相开关，晶闸管的输入端与继电器输入端相连接为输入端，晶闸管输出端与继电器输出端相连接成输出端，换相开关控制模块的输出端连接晶闸管的门极及继电器控制端，换相开关控制模块根据主机控制单元发出的信号控制三相开关的输出位置。
本实用新型所述三相不平衡治理系统，所述不平衡治理单元包括IGBT电路、IGBT驱动电路、第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器和母线电容，所述IGBT电路包括IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT，IGBT1C的发射集与IGBT2C的集电极相连接，连接点经第三电抗器与C相负载端进行连接，IGBT1B的发射集与IGBT2B的集电极相连接，连接点经第二电抗器与B相负载端进行连接，IGBT1A的发射集与IGBT2A的集电极相连接，连接点经第一电抗器与A相负载端进行连接，IGBT1C、IGBT1B、IGBT1A的集电极与母线电容正极相连，IGBT2C、IGBT2B、IGBT2A的发射集与母线电容的负极连接，主机检测单元的输出端连接到主机控制单元的输入端，主机控制单元的输出端连接IGBT驱动电路的输入端，IGBT驱动电路的输出端与分别与IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT的门极相连，主机控制单元根据主机检测单元采集到的数据来控制IGBT的导通与截止对三相电流进行控制。
本实用新型所述三相不平衡治理系统，所述换相开关控制模块与主机控制单元之间通过GPRS通讯模块通讯连接。
本实用新型所述三相不平衡治理系统，所述主机检测单元和支路检测单元采用电流互感器采集三相电流。
本实用新型所述三相不平衡治理系统发挥换相开关低损耗及不平衡治理单元基于移相技术三相不平衡的优势，换相开关与主机之间通过GPRS进行通信。由换相开关在末端支路粗调，通过不平衡治理单元在干路进行精细调整，将台区治理三相不平衡度控制在5％以内，系统兼具功能性及经济性。
附图说明
图1为实用新型的三相不平衡治理系统图；
图2为本实用新型的粗调部分示意图；
图3为本实用新型的精细调整部分示意图；
图4为检测信号流向图；
图5为控制信号流向图；
图6为换相开关原理图；
图7为不平衡治理单元原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对实用新型做进一步的说明。
如图1所示，一种三相不平衡治理系统，包括粗调部分和精细调整部分，所述粗调部分连接于配变与用户之间，如图2所示，粗调部分包括换相开关、换相开关控制模块以及支路检测单元，支路检测单元检测支路的电流，支路检测单元的输出端与换相开关控制模块的输入端相连接，换相开关控制模块的输出端连接换相开关。
如图3所示，所述精细调整部分包括主机检测单元、主机控制单元和不平衡治理单元，主机检测单元检测总路的电流，主机检测单元的输出端与主机控制单元的输入端连接，主机控制单元的输出端与不平衡治理单元的输入端相连，换相开关控制模块与主机控制单元之间通过GPRS通讯模块通讯连接，主机控制单元接收支路检测单元和主机检测单元检测的电信号并向换相开关和不平衡治理单元发送控制信号。
图4所示为检测信号流向图，由支路检测单元检测支路电流值，输入换相开关控制模块，由换相开关通讯模块通过GPRS通讯至主机通讯模块，由主机通讯模块输入主机控制单元。主机检测单元检测粗调后的电流值，输入主机控制单元。
图5所示为控制信号流向图，主机控制单元接受各种电流信号后，由主机控制单元控制主机通讯模块发出指令，换相开关控制模块经由换相开关通讯模块接收到指令后，控制换相开关动作，完成电流换相。主机控制单元控制不平衡治理单元的IGBT驱动电路控制IGBT的通断，进而对经由换相开关粗调的电流进行精细调整。
如图6所示，为换相开关的原理图，由于晶闸管散热问题比较突出，所以本实施例中所述换相开关为晶闸管与继电器并联的复合开关，三相电网的每一相都连接一个换相开关，Ja、Jb、Jc为切换的继电器触点，Ta、Tb、Tc为三相切换的晶闸管，晶闸管的输入端与继电器输入端相连接为输入端，晶闸管输出端与继电器输出端相连接成输出端，换相开关控制模块的输出端连接晶闸管的门极及继电器控制端。
如图7所示，为不平衡治理单元的原理图，所述不平衡治理单元包括IGBT电路、IGBT驱动电路、第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器和母线电容，所述IGBT电路包括IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT，IGBT1C的发射集与IGBT2C的集电极相连接，连接点经第三电抗器与C相负载端进行连接，IGBT1B的发射集与IGBT2B的集电极相连接，连接点经第二电抗器与B相负载端进行连接，IGBT1A的发射集与IGBT2A的集电极相连接，连接点经第一电抗器与A相负载端进行连接，IGBT1C、IGBT1B、IGBT1A的集电极与母线电容正极相连，IGBT2C、IGBT2B、IGBT2A的发射集与母线电容的负极连接，主机检测单元的输出端连接到主机控制单元的输入端，主机控制单元的输出端连接IGBT驱动电路的输入端，IGBT驱动电路的输出端与分别与IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT的门极相连，主机控制单元根据主机检测单元采集到的数据来控制IGBT的导通与截止对三相电流进行控制。
本实施例中，所述主机检测单元和支路检测单元采用电流互感器采集三相电流。
以上描述的仅是本实用新型的优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型作出的修改和等同性替换，属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种三相不平衡治理系统，其特征在于：包括粗调部分与精细调整部分，所述粗调部分连接于配变与用户之间，粗调部分包括换相开关、换相开关控制模块以及支路检测单元，支路检测单元检测支路的电流，支路检测单元的输出端与换相开关控制模块的输入端相连接，换相开关控制模块的输出端连接换相开关；所述精细调整部分包括主机检测单元、主机控制单元和不平衡治理单元，主机检测单元检测总路的电流，主机检测单元的输出端与主机控制单元的输入端相连，主机控制单元的输出端与不平衡治理单元输入端相连，换相开关控制模块与主机控制单元之间通过通讯模块通讯连接，主机控制单元接收支路检测单元和主机检测单元检测的电信号并向换相开关和不平衡治理单元发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的三相不平衡治理系统，其特征在于：所述换相开关为晶闸管与继电器并联的复合开关，三相电网的每一相都连接一个换相开关，晶闸管的输入端与继电器输入端相连接为输入端，晶闸管输出端与继电器输出端相连接成输出端，换相开关控制模块的输出端连接晶闸管的门极及继电器控制端，换相开关控制模块根据主机控制单元发出的信号控制三相开关的输出位置。
3.根据权利要求1所述的三相不平衡治理系统，其特征在于：所述不平衡治理单元包括IGBT电路、IGBT驱动电路、第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器和母线电容，所述IGBT电路包括IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT，IGBT1C的发射集与IGBT2C的集电极相连接，连接点经第三电抗器与C相负载端进行连接，IGBTIB的发射集与IGBT2B的集电极相连接，连接点经第二电抗器与B相负载端进行连接，IGBT1A的发射集与IGBT2A的集电极相连接，连接点经第一电抗器与A相负载端进行连接，IGBT1C、IGBT1B、IGBT1A的集电极与母线电容正极相连，IGBT2C、IGBT2B、IGBT2A的发射集与母线电容的负极连接，主机检测单元的输出端连接到主机控制单元的输入端，主机控制单元的输出端连接IGBT驱动电路的输入端，IGBT驱动电路的输出端与分别与IGBT1C，IGBT2C，IGBT1B，IGBT2B，IGBT1A，IGBT2A六个IGBT的门极相连，主机控制单元根据主机检测单元采集到的数据来控制IGBT的导通与截止对三相电流进行控制。
4.根据权利要求1所述的三相不平衡治理系统，其特征在于：所述换相开关控制模块与主机控制单元之间通过GPRS通讯模块通讯连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的三相不平衡治理系统，其特征在于：所述主机检测单元和支路检测单元采用电流互感器采集三相电流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105552939A (zh) * 2016-03-07 2016-05-04 山东电工电气集团新能科技有限公司 三相不平衡治理系统及方法
CN108011384A (zh) * 2017-12-13 2018-05-08 国网上海市电力公司 一种用于解决配电网三相不平衡的综合治理装置

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