CN219643593U - 一种三相不平衡调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三相不平衡调节系统，包括网侧三相电流互感器、开关管投切电容器装置、补偿侧三相电流互感器、多谐波过滤装置和控制器；开关管投切电容器装置的三相输出端与补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上，多谐波过滤装置的一端分别连接在开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上。控制器根据配电台区输出的三相电流以及开关管投切电容器装置对电网补偿的三相电流来计算不平衡度，并可根据不平度来控制开关管投切电容器组投入的组数来精确地对电网各相的不平衡进行补偿；另外，多谐波过滤装置可以对电网中的多种次数的谐波进行治理，具有很好的谐波治理效果。

Description

一种三相不平衡调节系统

技术领域

本实用新型涉及供电领域，具体涉及一种三相不平衡调节系统。

背景技术

电网系统多为低压三相四线制供电，电网负荷多为单相负载、负荷分布不均衡、以及用电时间存在差异性，使得三相负荷不平衡，N线存在较大的电流，造成电网系统线损率高；三相不平衡引起变压器损耗增大，发热严重，变压器损坏严重，同时三相不平衡也降低了变压器的出力，严重影响了电网系统供电质量以及电网供电的安全性。现有治理电网三相不平衡常用的手段是在配电台区设置无功补偿设备。而当电网负荷分布及其不均衡，常用的无功补偿设备对电网的补偿力度不够，使得电网不平衡的补偿精度无法满足实际要求；另外，由于负荷的不同非线性特性会对电网产生多种高次谐波，而常用的无功补偿设备只能对特定次数的谐波具有治理作用，对其他次数的谐波治理效果不佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种三相不平衡调节系统，可以精确地对电网的不平衡进行补偿，且可对多种次数的谐波进行治理，具有很好的谐波治理效果。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种三相不平衡调节系统，包括网侧三相电流互感器、开关管投切电容器装置、补偿侧三相电流互感器、多谐波过滤装置和控制器；所述开关管投切电容器装置设置有多组并联的开关管投切电容器组；所述网侧三相电流互感器的一次侧串联在靠近配电台区出线侧的三相输电线路上，所述开关管投切电容器装置的三相输出端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的一端分别连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的另一端连接在零线上，所述网侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的网侧三相电流采集端连接，所述补偿侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的补偿侧三相电流采集端连接，所述控制器的控制信号输出端与所述开关管投切电容器装置的受控端连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述开关管投切电容器装置包括三个开关管投切电容器模块，三个所述开关管投切电容器模块通过三个主投切开关与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上。

进一步，所述开关管投切电容器模块包括多个电容器和多个投切开关管，且多个所述电容器与多个所述投切开关管一一对应；各个所述电容器的一端通过对应的所述投切开关管均连接在对应的主投切开关的一端，所述主投切开关的另一端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上；各个所述电容器的另一端均连接在零线上。

进一步，所述开关管投切电容器装置的受控端包括三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端；所述控制器的控制信号输出端与三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端连接。

进一步，所述多谐波过滤装置包括谐波过滤模块和过滤开关，所述谐波过滤模块的一端通过所述过滤开关连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述谐波过滤模块的另一端连接在零线上。

进一步，所述谐波过滤模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电感L7和电感L8；所述过滤开关包括开关K1、开关K2和开关K3；电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的另一端通过串联的电容C2和电感L2连接在零线上；电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的另一端连接在零线上；电容C3和电感L3串联后的一端也分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电容C3和电感L3串联后的另一端通过串联的电容C4和电感L4连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C5和电感L5连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C6和电感L6连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C7和电感7连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C8和电感L8连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电容C9连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电阻R2连接在零线上。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型一种三相不平衡调节系统中，网侧三相电流互感器用于测量配电台区输出的三相电流，补偿侧三相电流互感器用于用于测量开关管投切电容器装置对电网补偿的三相电流，控制器根据配电台区输出的三相电流以及开关管投切电容器装置对电网补偿的三相电流来动态的计算出各相的不平衡度，并可根据不平度来控制多组并联的开关管投切电容器组投入的组数来精确地对电网各相的不平衡进行补偿；另外，多谐波过滤装置可以对电网中的多种次数的谐波进行治理，具有很好的谐波治理效果。

附图说明

图1为本实用新型一种三相不平衡调节系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种三相不平衡调节系统中谐波过滤模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种三相不平衡调节系统，包括网侧三相电流互感器、开关管投切电容器装置、补偿侧三相电流互感器、多谐波过滤装置和控制器；所述开关管投切电容器装置设置有多组并联的开关管投切电容器组；所述网侧三相电流互感器的一次侧串联在靠近配电台区出线侧的三相输电线路上，所述开关管投切电容器装置的三相输出端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的一端分别连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的另一端连接在零线上，所述网侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的网侧三相电流采集端连接，所述补偿侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的补偿侧三相电流采集端连接，所述控制器的控制信号输出端与所述开关管投切电容器装置的受控端连接。

在本实用新型中：所述开关管投切电容器装置包括三个开关管投切电容器模块，三个所述开关管投切电容器模块通过三个主投切开关与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上。具体的，所述开关管投切电容器模块包括多个电容器和多个投切开关管，且多个所述电容器与多个所述投切开关管一一对应；各个所述电容器的一端通过对应的所述投切开关管均连接在对应的主投切开关的一端，所述主投切开关的另一端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上；各个所述电容器的另一端均连接在零线上。具体的，所述开关管投切电容器装置的受控端包括三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端；所述控制器的控制信号输出端与三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端连接。

在开关管投切电容器模块中，一个电容器以及与其串联的投切开关管构成一组开关管投切电容器组。在任一开关管投切电容器模块中，可以根据网侧三相电流互感器检测的对应相电流以及补偿侧三相电流互感器检测的对应相电流来控制开关管投切电容器模块投切开关管的投切数量，进而可以动态的调整电容器投切的数量，从而精确地对电网的不平衡进行补偿。

在本实用新型中：所述多谐波过滤装置包括谐波过滤模块和过滤开关，所述谐波过滤模块的一端通过所述过滤开关连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述谐波过滤模块的另一端连接在零线上。具体的，如图2所示，所述谐波过滤模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电感L7和电感L8；所述过滤开关包括开关K1、开关K2和开关K3；电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的另一端通过串联的电容C2和电感L2连接在零线上；电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的另一端连接在零线上；电容C3和电感L3串联后的一端也分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电容C3和电感L3串联后的另一端通过串联的电容C4和电感L4连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C5和电感L5连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C6和电感L6连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C7和电感7连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C8和电感L8连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电容C9连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电阻R2连接在零线上。

在多谐波过滤装置中，电容C1、电容C2、电容C10、电感L1、电感L2、电阻R1、电阻R3、压敏电阻RV和瞬变电压抑制二极管D构成的电路可以针对特定应用场合进行某次特征高次谐波的吸收；其中，改变电容C1、电容C2、电感L1和电感L2的值可以吸收某特定频率的高次谐波。在由电阻R2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电感L7和电感L8构成的电路中，电容C4和电感L4构成一个消谐支路，同理，电容C5和电感L5构成一个消谐支路，电容C6和电感L6构成一个消谐支路，电容C7和电感L7构成一个消谐支路，电容C7和电感L7构成一个消谐支路，通过设置不同的电容值和电感值，可以对不同频率的谐波进行吸收；因此每个支路可以进行不同频率的吸收消谐，从而达到更好的吸收效果。

在本实用新型一种三相不平衡调节系统中，网侧三相电流互感器用于测量配电台区输出的三相电流，补偿侧三相电流互感器用于用于测量开关管投切电容器装置对电网补偿的三相电流，控制器根据配电台区输出的三相电流以及开关管投切电容器装置对电网补偿的三相电流来动态的计算出各相的不平衡度，并可根据不平度来控制多组并联的开关管投切电容器组投入的组数来精确地对电网各相的不平衡进行补偿；另外，多谐波过滤装置可以对电网中的多种次数的谐波进行治理，具有很好的谐波治理效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三相不平衡调节系统，其特征在于：包括网侧三相电流互感器、开关管投切电容器装置、补偿侧三相电流互感器、多谐波过滤装置和控制器；所述开关管投切电容器装置设置有多组并联的开关管投切电容器组；所述网侧三相电流互感器的一次侧串联在靠近配电台区出线侧的三相输电线路上，所述开关管投切电容器装置的三相输出端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的一端分别连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述多谐波过滤装置的另一端连接在零线上，所述网侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的网侧三相电流采集端连接，所述补偿侧三相电流互感器的二次侧与所述控制器的补偿侧三相电流采集端连接，所述控制器的控制信号输出端与所述开关管投切电容器装置的受控端连接。

2.根据权利要求1所述的三相不平衡调节系统，其特征在于：所述开关管投切电容器装置包括三个开关管投切电容器模块，三个所述开关管投切电容器模块通过三个主投切开关与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上。

3.根据权利要求2所述的三相不平衡调节系统，其特征在于：所述开关管投切电容器模块包括多个电容器和多个投切开关管，且多个所述电容器与多个所述投切开关管一一对应；各个所述电容器的一端通过对应的所述投切开关管均连接在对应的主投切开关的一端，所述主投切开关的另一端与所述补偿侧三相电流互感器的一次侧串联后对应连接在配电台区出线侧的三相输电线路上；各个所述电容器的另一端均连接在零线上。

4.根据权利要求3所述的三相不平衡调节系统，其特征在于：所述开关管投切电容器装置的受控端包括三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端；所述控制器的控制信号输出端与三个所述主投切开关和所有所述投切开关管的受控端连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的三相不平衡调节系统，其特征在于：所述多谐波过滤装置包括谐波过滤模块和过滤开关，所述谐波过滤模块的一端通过所述过滤开关连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，所述谐波过滤模块的另一端连接在零线上。

6.根据权利要求5所述的三相不平衡调节系统，其特征在于：所述谐波过滤模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、电感L7和电感L8；所述过滤开关包括开关K1、开关K2和开关K3；电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R1、电容C1和电感L1三者并联后的另一端通过串联的电容C2和电感L2连接在零线上；电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的一端分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电阻R3、压敏电阻RV、瞬变电压抑制二极管D和电容C10并联后的另一端连接在零线上；电容C3和电感L3串联后的一端也分别通过开关K1、开关K2和开关K3对应连接在所述开关管投切电容器装置与负载之间的三相输电线路上，电容C3和电感L3串联后的另一端通过串联的电容C4和电感L4连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C5和电感L5连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C6和电感L6连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C7和电感7连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过串联的电容C8和电感L8连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电容C9连接在零线上，电容C3和电感L3串联后的另一端还通过电阻R2连接在零线上。