CN207442454U - 智能换相装置 - Google Patents

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李秀华
王子琪
岳昕贝
郭继伟
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Abstract

本实用新型公开了一种智能换相装置，包括主控制器和换相器，换相器包括换相开关，换相器用于计算低压各支路电流大小并将该支路电流信号发送给主控制器，主控制器根据其测量的低压首端总电流信号和接收到的支路电流信号生成换相指令并将该换相指令发送给换相器，换相器控制换相开关动作来切换负载的相线。该装置能够实时监测各支路的电流变化，对负荷进行自动调节和分配，从根本上解决低压台区三相不平衡问题。

Description

智能换相装置
技术领域
本实用新型涉及低压电网三相不平衡，特别涉及一种智能换相装置。
背景技术
低压电网三相不平衡度是电能质量的主要指标之一，负荷分配的不合理、用户用电行为的不确定性会产生严重的三相不平衡问题。同时，随着国民经济水平的提高，基层用电量增加，低压电网的三相负荷不平衡矛盾日益突出。而三相不平衡对配电台区有很大的影响：①增加配电变压器和线路的电能损耗；②降低配电台区中重载相的供电电压质量；③降低配电变压器的输出能力，电能转换效率下降；④引起中性点偏移，危及设备安全。所以，国家电网和南方电网非常重视对电网三相不平衡的治理，国家电网要求低压配电台区三相不平衡度要小于10％，南方电网要求低压配电台区三相不平衡度要小于15％。
对于三相不平衡调节，目前，还没有较为理想的解决方案，常用的方法是人工手动调相或加装静止无功发生器SVG。而这两种方法都不能从根本上解决三相不平衡的问题。人工手动调相效率低下，需要对台区进行停电，影响居民用户用电，而且由于用户用电的不确定性，无法经常并及时地进行手动调相，效果很不理想。SVG除了用于无功补偿，也具有一定的三相不平衡调节功能，但只能将设备的前端电流调整至平衡状态，保护变压器的安全，但无法调整设备后端线路电流，不能保证用户用电的安全性和可靠性，治标不治本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能换相装置，能够实时监测各支路的电流变化，对负荷进行自动调节和分配，从根本上解决低压台区三相不平衡问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能换相装置，包括主控制器和换相器，换相器包括换相开关，换相器用于计算低压各支路电流大小并将该支路电流信号发送给主控制器，主控制器根据其测量的低压首端总电流信号和接收到的支路电流信号生成换相指令并将该换相指令发送给换相器，换相器控制换相开关动作来切换负载的相线。
优选地，换相开关包括常开型继电器和常开型交流接触器，常开型继电器和常开型交流接触器接入低压各支路的对应相线中，换相时，换相器通过给常开型继电器发送指令来控制常开型交流接触器接触进而接通负载的相线。
优选地，换相器包括换相器控制板、转换电源和电流互感器，转换电源用于接收低压各支路交流电并将其转化成24V直流电供给换相器控制板，换相器控制板通过电流互感器来计算低压各支路电流大小，换相器控制板将电流互感器来计算的低压各支路电流信号发送给主控制器。
优选地，主控制器和换相器通过载波或无线通信通讯。
优选地，智能换相装置还包括转换开关，转换开关用来手动换相和该智能换相装置自动换相的选择。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：该智能换相装置能够实时监测各支路的电流变化，对负荷进行自动调节和分配，整个过程不需停电，不影响用户的用电，从根本上解决三相不平衡问题，与静止无功发生器SVG相比，该智能换相装置通过实时分配台区负荷的方式，有效地从根本上解决台区的三相不平衡问题。另外，该装置还可以带有转换开关，当换相器控制板和接触器有故障或需要检修时，可通过转换开关手动切换相序对装置进行旁路检测或更换，与人工手动调相相比，该智能换相装置兼备手自动换相两种模式，正常情况下自动换相方便快捷，能根据线路负荷实时分配分荷，也无需停电，换相过程断电时间小于10ms，不影响用户电器设备的正常工作。
附图说明
图1是根据本实用新型的智能换相装置的系统拓扑图；
图2是根据本实用新型的智能换相装置的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图2所示，根据本实用新型具体实施方式的智能换相装置，能够实时监测各支路的电流变化，对负荷进行自动调节和分配，整个过程不需停电，不影响用户的用电，从根本上解决三相不平衡问题。该智能换相装置包括主控制器101和换相器102，换相器102包括换相开关，换相器102用于计算低压各支路电流大小并将该支路电流信号发送给主控制器101，主控制器101根据其测量的低压首端总电流信号和接收到的支路电流信号生成换相指令并将该换相指令发送给换相器102，换相器102控制换相开关动作来切换负载200的相线。主控制器101和换相器102之间可以通过载波或无线通信方式通讯。
具体地，该智能换相装置的工作原理为，主控制器101根据首端总电流及末端换相器102计算的电流计算出最合理的换相方案，生成换相指令，通过载波或GPRS通信方式发送给换相器102，换相器102接受指令通过换相开关执行换相，可以实现有载动态调节三相不平衡度。
作为一种优选的设计，换相器102是智能换相装置的核心部件，其不掉电的换相工作主要由换相器完成。作为一种具体设计，以电网三相四线为例，用接线端子排4接入电网三相电100。如图2所示，换相器102包括换相器控制板1、转换电源2和电流互感器(L1～L3)，转换电源2用于接收220V交流电转化成24V直流电给换相器控制板供电，换相开关包括常开型继电器(KA1～KA3)和常开型交流接触器(KM1～KM3)，常开型继电器和常开型交流接触器接入低压各支路的对应相线中，常开型继电器组(KM1～KA3)在自动换相时用于控制接触器的通断，常开型交流接触器组(KM1～KM3)用于选择用户负荷所接相序，换相器控制板1通过电流互感器(L1～L3)用于计算各支路电流，并与主控制器101通讯。换相时，换相器控制板1和主控制器101进行发送和接收指令，换相器通过给常开型继电器发送指令来控制常开型交流接触器接触进而接通负载的相线。作为一种优选设计，该智能换相装置还包括转换开关3，用于手动换相或自动换相模式的选择。比如，如图2所示，当装置有故障或需要检修时，可通过转换开关手动切换相序对装置进行旁路。
自动换相模式：正常情况下，转换器打到f端，换相器处于自动换相模式，换相器控制板接收电流互感器检测到的电流，并发送给主控制器。主控制器根据各支路电流情况发送换相指令给换相器。当换相器收到换相命令时，通过继电器来控制接触器的通断。比如，换相器收到主控制器要求切换到B相的命令，换相器控制板发指令给继电器KA2，让KA2吸合后，接触器KM2得电吸合，用户负荷就接入到电网的B相中。
手动换相模式：当换相器控制板有故障需要检修时，或者某个接触器需要检修或更换时，可以通过转换开关手动选择用户负荷所在的相序。比如，转换开关打到a端，换相器控制板无电处于旁路状态，接触器KM1得电吸合，用户负荷接入到电网的A相中，此时，可对换相器控制板和KM2、KM3接触器进行检测或更换。
综上，本实施例的智能换相装置，能够实时监测各支路的电流变化，对负荷进行自动调节和分配，整个过程不需停电，不影响用户的用电，从根本上解决三相不平衡问题。同时，该装置还可以带有转换开关，当换相器控制板和接触器有故障或需要检修时，可通过转换开关手动切换相序对装置进行旁路检测或更换。与静止无功发生器SVG相比，该智能换相装置通过实时分配台区负荷的方式，有效地从根本上解决台区的三相不平衡问题。与人工手动调相相比，该智能换相装置兼备手自动换相两种模式，正常情况下自动换相方便快捷，能根据线路负荷实时分配分荷，也无需停电，换相过程断电时间小于10ms，不影响用户电器设备的正常工作。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种智能换相装置，其特征在于，包括主控制器和换相器，所述换相器包括换相开关，所述换相器用于计算低压各支路电流大小并将该支路电流信号发送给所述主控制器，所述主控制器根据其测量的低压台区首端总电流信号和接收到的支路电流信号生成换相指令并将该换相指令发送给所述换相器，所述换相器控制所述换相开关动作来切换负载的相线。
2.根据权利要求1所述的智能换相装置，其特征在于，所述换相开关包括常开型继电器和常开型交流接触器，所述常开型继电器和所述常开型交流接触器接入低压各支路的对应相线中，换相时，所述换相器通过给所述常开型继电器发送指令来控制所述常开型交流接触器接触进而接通负载的相线。
3.根据权利要求1所述的智能换相装置，其特征在于，所述换相器包括换相器控制板、转换电源和电流互感器，所述转换电源用于接收低压各支路交流电并将其转化成24V直流电供给所述换相器控制板，所述换相器控制板通过所述电流互感器来计算低压各支路电流大小，所述换相器控制板将所述电流互感器来计算的低压各支路电流信号发送给所述主控制器。
4.根据权利要求1所述的智能换相装置，其特征在于，所述主控制器和所述换相器通过载波或无线通信通讯。
5.根据权利要求1所述的智能换相装置，其特征在于，所述智能换相装置还包括转换开关，所述转换开关用来手动换相和该智能换相装置自动换相的选择。
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