CN215009617U - 一种三相不平衡治理功能的断路器系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种三相不平衡治理功能的断路器系统，包括三相四线式塑壳，所述三相四线式塑壳中设置有电源模块、分合闸模块、采集模块、换相模块、核线模块、保护模块、通讯模块和微处理器模块。能对电器设备进行实时监测和控制，智能化程度高，操作简单，具有较好的可靠性，易安装使用、边缘计算、节能降耗；且对线路负荷进行动态调整，可以实时平衡低压线路上的三相电流。

Description

一种三相不平衡治理功能的断路器系统
技术领域
本实用新型涉及断路器系统技术领域，尤其涉及一种三相不平衡治理功能的断路器系统。
背景技术
断路器系统主要应用于0.4kV供电台区及商住建筑体，在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同，用电时间也不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相的长期不平衡，电压质量低，用电安全风险高。
现有断路器技术状况：
1、传统断路器，是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置；
2、智能断路器，具备传统断路器功能外，还集成了电压、电流、剩余电流、端子温度等信息采集，实现线路，电压、电流、功率、电度等信息的实时监测。
现有三相负荷不平衡治理(负荷调度)技术状况：
在配变台区低压三相四线配电电网中存在着三相负荷不平衡问题。会导致变压器出力不足，三相电压不平衡，末端低电压，线损增大，变压器损耗增大，甚至变压器烧毁；通过分配、调整三相负荷，从而降低三相不平衡率，提高变压器出力，降低台区损耗，提高末端电压。
在配变台区中，由单相负荷不均造成的三相不平衡问题，按照综合治理效果来分有两大类：一类治标，一类治本。具体治理的技术路线如下。
从根本上解决三相不平衡问题的方法只有换相的方式，换相又分为两种，一是人工换相，二是换相开关自动换相。前者，时效性较差，效果一般，仅能在某一时刻进行粗调；后者，实时性高，效果显著，但安装不方便，且布点数量有限。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种三相不平衡治理功能的断路器系统，能对电器设备进行实时监测和控制，智能化程度高，操作简单，具有较好的可靠性，易安装使用、边缘计算、节能降耗；且对线路负荷进行动态调整，可以实时平衡低压线路上的三相电流，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种三相不平衡治理功能的断路器系统，包括三相四线式塑壳，所述三相四线式塑壳中设置有电源模块、分合闸模块、采集模块、换相模块、核线模块、保护模块、通讯模块和微处理器模块；
所述电源模块包括变压器，该变压器的高压输入端通过供电线路连接有供电系统，变压器的低压输出端分别连接有分合闸模块、采集模块、换相模块、核线模块、保护模块、通讯模块和微处理器模块；
所述分合闸模块包括分闸执行机构和合闸执行机构；
所述采集模块连接有电源模块，采集电源模块的电压、电流信号以及断路器的用电量，采集模块连接有分合闸模块，采集分合闸模块处于分闸或合闸时的状态，且采集模块还连接有换相模块，采集换相模块的换相次数，采集模块连接有微处理器模块，采集模块向微处理器模块输出采集信息；
所述换相模块包括主控中心和动态负荷分配切换电子开关，所述主控中心为KR-DLSW主控单元，该KR-DLSW主控单元安装于变压器的低压输出端，所述供电线路的单相负荷分线处安装有至少一个态负荷分配切换电子开关，所述主控中心和动态负荷分配切换电子开关之间通过通讯模块相互连接。
优选的，所述保护模块为电子脱扣器，该电子脱扣器连接有微处理器模块，实现过载、短路时按设定曲线进行跳闸保护。
优选的，所述核线模块检测断路器与母线连接状况，纠正相线对应关系。
优选的，所述通讯模块为插拔式HPLC宽带载波模块、短波无线模块、WIFI通信模块和RS485通信模块中任意一种。
优选的，所述主控中心通过通讯模块连接有服务器，服务器上设置有智能负荷调度管理系统。
优选的，所述主控中心通过通讯模块连接有智能手机中的APP或移动终端。
优选的，所述三相四线式塑壳的中部内置有温度传感器，温度传感器电性连接有采集模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的三相不平衡治理功能的断路器系统，融合了普通塑壳断路器、电气参数采集、DTU数据上传、微机保护、开关状态及温度采集、换相开关为一体，即多种设备融合，能对电器设备进行实时监测和控制，智能化程度高，操作简单，具有较好的可靠性，易安装使用、边缘计算、节能降耗；且对线路负荷进行动态调整，可以实时平衡低压线路上的三相电流，从而解决设备安装台区的三相不平衡问题。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构图；
图2为本实用新型的三相四线式塑壳正面结构图；
图3为本实用新型的三相四线式塑壳背面结构图；
图4为本实用新型的动态负荷分配切换电子开关工作原理图；
图5为本实用新型的主控中心工作原理图。
图中：1、三相四线式塑壳；2、电源模块；3、分合闸模块；4、采集模块；5、换相模块；51、主控中心；52、动态负荷分配切换电子开关；6、核线模块；7、保护模块；8、通讯模块；9、微处理器模块；10、服务器；11、智能负荷调度管理系统。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，一种三相不平衡治理功能的断路器系统，包括三相四线式塑壳1，三相四线式塑壳1即4P式塑壳中设置有电源模块2、分合闸模块3、采集模块4、换相模块5、核线模块6、保护模块7、通讯模块8和微处理器模块9。
电源模块2包括变压器，该变压器的高压输入端通过供电线路连接有供电系统，变压器转换供电系统输入的电流，实现交直流电流之间的转换，变压器的低压输出端分别连接有分合闸模块3、采集模块4、换相模块5、核线模块6、保护模块7、通讯模块8和微处理器模块9，主要是为各个模块提供可维持其正常运行的电量，内置后备电源，停电后主动上报，便于抢修人员快速定位到事故地点。
分合闸模块3包括分闸执行机构和合闸执行机构。
采集模块4连接有电源模块2，采集电源模块2的电压、电流信号以及断路器的用电量，采集模块4连接有分合闸模块3，采集分合闸模块3处于分闸或合闸时的状态，且采集模块4还连接有换相模块5，采集换相模块5的换相次数，采集模块4连接有微处理器模块9，采集模块4向微处理器模块9输出采集信息，微处理器模块9可以将采集的信息直接输出，实现监测的目的，也可以对该信息进行处理分析并输入电管理系统、智能负荷调度管理系统11等处理系统，这类处理系统会根据数据进行相应的处理措施，可以查询断路器线路上的电器设备每天以及每月的用电量，以及电器设备的电流变化曲线，对于高能耗电器，用电管理系统给出处置建议；实时监测线路，电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、电度、功率因数、谐波、输入端子温度、输出端子温度、换相次数。
换相模块5包括主控中心51和动态负荷分配切换电子开关52，主控中心51为KR-DLSW主控单元，该KR-DLSW主控单元安装于变压器的低压输出端，供电线路的单相负荷分线处安装有至少一个态负荷分配切换电子开关，主控中心51和动态负荷分配切换电子开关52之间通过通讯模块8相互连接，自动相序、相线识别，确认相线关系，识别成功率大于99.99％。对线路负荷进行动态调整，可以实时平衡低压线路上的三相电流，从而完美解决设备安装台区的三相不平衡问题。
主控中心51通过通讯模块8连接有服务器10，服务器10上设置有智能负荷调度管理系统11，通过服务器10上的智能负荷调度管理系统进行数据分析和远程调控，也可以使用安装在智能手机中的APP或移动终端进行11远程数据分析和调控；主控中心51通过通讯模块8连接有智能手机中的APP或移动终端，通过服务器10上的智能负荷调度管理系统11进行数据分析和远程调控，也可以使用安装在智能手机中的APP或移动终端进行远程数据分析和调控，可以广泛应用在供电台区、商住综合体、医院、学校和企业的配电系统中，实现状态采集、用电分析、供电保护、用电量统计、治理三相不平衡、等多种功能。
保护模块7为电子脱扣器，该电子脱扣器连接有微处理器模块9，实现过载、短路时按设定曲线进行跳闸保护，所有主保护、温度、开关状态告警及SOE记录，方便用户检测线路，提高投运率。
核线模块6检测断路器与母线连接状况，纠正相线对应关系。
通讯模块8为插拔式HPLC宽带载波模块、短波无线LORA或LTE230模块、WIFI通信模块和RS485通信模块中任意一种。
工作原理：在变压器的低压输出安装KR-DLSW主控单元，实时监测变压器三相及中性线电流、电压，以得到各相负荷数据；在供电线路单相负荷分线处安装一定数量的动态负荷分配切换电子开关52；主控中心51与动态负荷切换开关通过无线通信交换数据；主控中心51自动完成合理的负荷分配指令，该指令通过无线通信下发到负荷切换开关，由负荷切换开关完成负荷的相间切换负荷调度，从而使三相间负荷趋于平衡。
综上所述：本实用新型的三相不平衡治理功能的断路器系统，融合了普通塑壳断路器、电气参数采集、DTU数据上传、微机保护、开关状态及温度采集、换相开关为一体，即多种设备融合，能对电器设备进行实时监测和控制，智能化程度高，操作简单，具有较好的可靠性，易安装使用、边缘计算、节能降耗；且对线路负荷进行动态调整，可以实时平衡低压线路上的三相电流，从而完美解决设备安装台区的三相不平衡问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种三相不平衡治理功能的断路器系统，包括三相四线式塑壳(1)，其特征在于：所述三相四线式塑壳(1)中设置有电源模块(2)、分合闸模块(3)、采集模块(4)、换相模块(5)、核线模块(6)、保护模块(7)、通讯模块(8)和微处理器模块(9)；
所述电源模块(2)包括变压器，该变压器的高压输入端通过供电线路连接有供电系统，变压器的低压输出端分别连接有分合闸模块(3)、采集模块(4)、换相模块(5)、核线模块(6)、保护模块(7)、通讯模块(8)和微处理器模块(9)；
所述分合闸模块(3)包括分闸执行机构和合闸执行机构；
所述采集模块(4)连接有电源模块(2)，采集电源模块(2)的电压、电流信号以及断路器的用电量，采集模块(4)连接有分合闸模块(3)，采集分合闸模块(3)处于分闸或合闸时的状态，且采集模块(4)还连接有换相模块(5)，采集换相模块(5)的换相次数，采集模块(4)连接有微处理器模块(9)，采集模块(4)向微处理器模块(9)输出采集信息；
所述换相模块(5)包括主控中心(51)和动态负荷分配切换电子开关(52)，所述主控中心(51)为KR-DLSW主控单元，该KR-DLSW主控单元安装于变压器的低压输出端，所述供电线路的单相负荷分线处安装有至少一个态负荷分配切换电子开关，所述主控中心(51)和动态负荷分配切换电子开关(52)之间通过通讯模块(8)相互连接。
2.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述保护模块(7)为电子脱扣器，该电子脱扣器连接有微处理器模块(9)，实现过载、短路时按设定曲线进行跳闸保护。
3.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述核线模块(6)检测断路器与母线连接状况，纠正相线对应关系。
4.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述通讯模块(8)为插拔式HPLC宽带载波模块、短波无线模块、WIFI通信模块和RS485通信模块中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述主控中心(51)通过通讯模块(8)连接有服务器(10)，服务器(10)上设置有智能负荷调度管理系统(11)。
6.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述主控中心(51)通过通讯模块(8)连接有智能手机中的APP或移动终端。
7.根据权利要求1所述的一种三相不平衡治理功能的断路器系统，其特征在于：所述三相四线式塑壳(1)的中部内置有温度传感器，温度传感器电性连接有采集模块(4)。
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