CN205693373U - 一种负荷切换过渡模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种负荷切换过渡模块，包括控制器、脉冲调理电路、驱动调理电路、三个继电器、三个双向可控硅、三个保护支路、滤波支路和12V电源。所述三个继电器的主开关的第一端分别与三相交流电的A、B、C连接，第二端分别通过所述三个双向可控硅与不带电的COM端连接，所述三个双向可控硅分别与所述三个保护支路并联；所述控制器输出的三个脉冲触发信号均通过所述脉冲调理电路分别与所述三个双向可控硅的门极连接，所述控制器输出的三个继电器驱动信号均通过所述驱动调理电路分别与所述三个继电器的线圈的第一端连接，所述三个继电器的线圈的第二端分别均通过所述滤波支路与所述12V电源连接。该负荷切换过渡模块可以精确控制负荷切换时间，避免了人工换相的人力的投入和长时间停电问题。

Description

一种负荷切换过渡模块

技术领域

本实用新型涉及一种用于三相负荷不平衡调整装置的负荷切换过渡模块。

背景技术

农网改造中,采取了诸如将配电变压器设置在负荷中心、缩短供电半径、选用较大截面积导线等措施，极大地改善了农村低压电网状况，构建了一个良好的电网“ 硬件”。

农网改造及“ 同网同价”实施后，大量的大功率家用电器进入寻常百姓家，造成单相负荷激增，三相负荷不平衡的问题越来越严重，导致电网运行状况变差。三相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路的电压降，降低用户的电压质量，影响用户的生产、生活用电；三相电流不平衡度较大时，产生的零序电流非常大，有时甚至会烧断系统零线，使负荷中性点向负荷大的相移动，负荷大的相电压降低了，负荷小的相电压则会升高，若升高后的电压大大超过低压电器的额定电压，则会造成用户大量家用电器烧毁的事故；三相负荷不平衡，使变压器和低压电网损耗增大，会导致变压器和线路因发热严重而烧毁，一方面增大供电成本，另一方面停电检修会造成长时间停电，降低了供电可靠性，影响了供电企业的经济效益。

目前国内解决低压配网三相负荷不平衡这一问题，通常是采用人工切换单相负荷供电相的方式，但是这种方法存在着一定的局限性。一方面，由于负荷变化频繁，需要经常切换调整，增加了人力成本；另一方面，人工切换需要配置负荷监测设备，以确保负荷换相的正确性，且换相时需要先对负荷停电再进行操作，负荷的停电时间往往要超过30分钟，严重影响了用户的正常用电。

本实用新型针对上述情况，设计了一种用于三相负荷不平衡调整装置的负荷切换过渡模块，当负荷不平衡产生时，控制器输出相应的可控硅触发脉冲和继电器驱动信号，控制不同相线的可控硅和继电器闭合或断开，配合三相负荷不平衡调整装置中的负荷接入模块，完成单相负荷相线切换的过渡过程，使线路中的三相负荷趋于平衡。

发明内容

本实用新型的发明目的是为三相负荷不平衡调整装置提供一种负荷切换过渡模块，当线路中出现三相负荷不平衡时，控制器输出相应的可控硅触发脉冲和继电器驱动信号，控制不同相线的可控硅和继电器闭合或断开，配合三相负荷不平衡调整装置中的负荷接入模块，完成单相负荷相线切换的过渡过程，将重负荷相的某些负荷切换到轻负荷相，使线路中的三相负荷趋于平衡。该负荷切换过渡模块采用双向可控硅和继电器控制负荷的切换，避免了人工换相的人力的投入和长时间停电问题，与相应的负荷接入模块配合使用，可以精确控制负荷切换时间，保证负荷在小于10ms的时间内完成切换，且切换过程对负荷的冲击电流为零。

本实用新型具体通过如下技术手段实现其发明目的：一种负荷切换过渡模块，包括控制器、脉冲调理电路、驱动调理电路、三个继电器、三个双向可控硅、三个保护支路、滤波支路和12V电源。所述三个继电器的主开关的第一端分别与三相交流电的A、B、C连接，第二端分别通过所述三个双向可控硅与三相负荷不平衡调整装置内部不带电的COM端连接，所述三个双向可控硅分别与所述三个保护支路并联；所述控制器输出的三个脉冲触发信号均通过所述脉冲调理电路分别与所述三个双向可控硅的门极连接，所述控制器输出的三个继电器驱动信号均通过所述驱动调理电路分别与所述三个继电器的线圈的第一端连接，所述三个继电器的线圈的第二端分别均通过所述滤波支路与所述12V电源连接。

所述脉冲调理电路包括隔离、放大、整流、滤波四个环节，对所述控制器输出的可控硅触发信号进行调理。

所述驱动调理电路包括隔离、放大两个环节，对所述控制器输出的继电器驱动信号进行调理。

作为本实用新型的可选实施方式：所述滤波支路由一个电阻和一个电容并联组成。在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。电容器的容量越大，并联电阻的阻值越大，充电和放电所需的时间越长。这种电容两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。

作为本实用新型的可选实施方式：所述三个保护支路分别均由一个电容和一个电阻串联组成。为了限制电路电压上升率过大，确保可控硅安全运行，因此在可控硅两端并联RC阻容吸收支路，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的（变压器漏感或负载电感），所以电容串联电阻可以起到阻尼作用，它可防止电路在过渡过程中，因振荡在电容器两端出现的过电压损坏可控硅，同时避免电容器通过可控硅放电电流过大，造成过电流而损坏可控硅。

相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1）该负荷切换过渡模块采用双向可控硅和继电器控制负荷的切换，避免了人工换相的人力的投入和长时间停电问题。

2）与相应的负荷接入模块配合使用，可以精确控制负荷切换时间，保证负荷在小于10ms的时间内完成切换，且切换过程对负荷的冲击电流为零。

3）双向可控硅两端并联的保护支路可以避免可控硅出现过电流或过电压故障而损坏。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的负荷切换过渡模块的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的负荷切换过渡模块包括控制器，三个继电器，三个双向可控硅S1、S2、S3，三个保护支路，滤波支路，脉冲调理电路，驱动调理电路和12V电源，所述三个继电器分别由主控开关K1、K2、K3和线圈C1、C2、C3组成，所述三个保护支路分别为电阻R1和电容C11串联组成的支路、电阻R2和电容C12串联组成的支路、电阻R3和电容C13串联组成的支路，所述滤波支路为电阻R0和电容C0串联组成的支路。

所述三个继电器的主开关K1、K2、K3的第一端分别与三相交流电的A、B、C连接，第二端分别通过所述三个双向可控硅S1、S2、S3与三相负荷不平衡调整装置内部不带电的COM端连接，S1、S2、S3分别与所述三个保护支路并联；所述控制器输出的三个脉冲触发信号Puls1、Puls2、Puls3均通过所述脉冲调理电路分别与S1、S2、S3的门极连接，所述控制器输出的三个继电器驱动信号KDvr1、KDvr2、KDvr3均通过所述驱动调理电路分别与所述三个继电器的线圈C1、C2、C3的第一端连接，C1、C2、C3的第二端分别均通过所述滤波支路与所述12V电源连接。所述脉冲调理电路包括隔离、放大、整流、滤波环节，对控制器输出的可控硅触发信号进行调理，所述驱动调理电路包括隔离、放大环节，对控制器输出的继电器驱动信号进行调理。

外部交流负荷Load的第一端分别通过四个个可控开关K01、K02、K03、K04与三相交流电A、B、C和三相负荷不平衡调整装置内部不带电的COM端连接，Load的第二端与交流零线连接。

本实施例的工作原理如下：外部交流负荷Load默认接在相线A上，即外部可控开关K01闭合，可控开关K02、K03、K04均断开。当配电系统A相负荷较重，B相负荷较轻，需要将负荷Load从A相切换到B相时，则进行如下一系列动作：

首先，外部可控开关K04闭合，使负荷Load同时接在交流相线A和装置的不带电COM端上。

然后，控制器输出低电平继电器驱动信号KDvr1、KDvr2，经过驱动调理电路的隔离、放大调理之后，输出到继电器线圈C1、C2，线圈C1、C2获得12V直流电，继电器K1、K2闭合。

接下来，控制器输出可控硅触发信号Puls1，经过脉冲调理电路的隔离、放大、整流、滤波处理之后，触发双向可控硅S1导通；此时负荷Load同时接在外部交流相线A、负荷切换过渡模块的交流相线A上；然后外部可控开关K01断开，此时负荷Load只接在负荷切换过渡模块的交流相线A上。

待系统稳定后，控制器停止输出可控硅触发信号Puls1，此时负荷Load暂时断电，等待小于1/2个交流周期之后，控制器输出可控硅触发信号Puls2，经过脉冲调理电路的隔离、放大、整流、滤波处理之后，触发双向可控硅S2导通，此时负荷Load接在负荷切换过渡模块的交流相线B上，负荷Load相线切换过渡的时间小于1/2个交流周期，即小于10ms。

等待1个交流周期后，外部可控开关K02闭合，此时负荷Load同时接在外部交流相线B和负荷切换过渡模块的交流相线B上，待系统稳定之后，控制器停止输出可控硅触发信号Puls2，同时外部可控开关K04断开，此时负荷Load只接在外部交流相线B上，至此完成了负荷Load从相线A到相线B的切换过渡过程。

负荷Load的其它相线切换的过渡过程与上述切换过程的原理相似。本实用新型公开的负荷切换过渡模块，采用双向可控硅和继电器控制负荷的切换，避免了人工换相的人力的投入和长时间停电问题；与相应的负荷接入模块配合使用，可以精确控制负荷切换时间，保证负荷在小于10ms的时间内完成切换，且切换过程对负荷的冲击电流为零；双向可控硅两端并联的保护支路可以避免可控硅出现过电流或过电压故障而损坏。

Claims (5)

1.一种负荷切换过渡模块，包括控制器、脉冲调理电路、驱动调理电路、三个继电器、三个双向可控硅、三个保护支路、滤波支路和12V电源，所述三个继电器的主开关的第一端分别与三相交流电的A、B、C连接，第二端分别通过所述三个双向可控硅与不带电的COM端连接，所述三个双向可控硅分别与所述三个保护支路并联；所述控制器输出的三个脉冲触发信号均通过所述脉冲调理电路分别与所述三个双向可控硅的门极连接，所述控制器输出的三个继电器驱动信号均通过所述驱动调理电路分别与所述三个继电器的线圈的第一端连接，所述三个继电器的线圈的第二端分别均通过所述滤波支路与所述12V电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种负荷切换过渡模块，其特征在于：所述脉冲调理电路包括隔离、放大、整流、滤波四个环节，对所述控制器输出的可控硅触发信号进行调理。

3.根据权利要求1所述的一种负荷切换过渡模块，其特征在于：所述驱动调理电路包括隔离、放大两个环节，对所述控制器输出的继电器驱动信号进行调理。

4.根据权利要求1所述的一种负荷切换过渡模块，其特征在于：所述滤波支路由一个电阻和一个电容并联组成。

5.根据权利要求1所述的一种负荷切换过渡模块，其特征在于：所述三个保护支路分别均由一个电容和一个电阻串联组成。