本實(shí)用新型屬于低壓配電網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

在我國(guó)配電網(wǎng)主要采用三相四線制的供電方式，配電變壓器多為接線。理想情況下，三相負(fù)荷為平衡配置變壓器對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，可實(shí)際上，用戶(hù)端存在著大量的沖擊性負(fù)荷，例如電力機(jī)車(chē)、軋鋼機(jī)、交流電弧爐以及大型半導(dǎo)體變流器等裝置，由于它們具有不平衡的沖擊性、非線性以及用電特性，不僅會(huì)引起閃變、三相不平衡和電壓波動(dòng)，而且會(huì)在電力系統(tǒng)中注入大量的高次諧波，這些因素必然會(huì)導(dǎo)致配電變壓器三相負(fù)荷處于不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。三相負(fù)荷不平衡將對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生嚴(yán)重影響：會(huì)增加線路損耗，增加變壓器的有功損耗，使配電變壓器運(yùn)行溫度升高，降低配電變壓器功率，影響電動(dòng)機(jī)輸出功率并使繞組溫度升高，產(chǎn)生中性點(diǎn)電壓偏移，造成三相電壓不對(duì)稱(chēng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀用戶(hù)電器，因此及時(shí)有效地進(jìn)行三相不平衡負(fù)荷平衡化補(bǔ)償和無(wú)功功率補(bǔ)償是非常必要的。

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)三相負(fù)荷不平衡的措施是人工對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行換相，手動(dòng)投切電容器，人為增加負(fù)荷等，雖然能緩解三相負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，但效果甚微，且不能及時(shí)有效的對(duì)其調(diào)節(jié)，對(duì)低壓電網(wǎng)和電氣設(shè)備造成損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)低壓配電網(wǎng)中出現(xiàn)的三相負(fù)荷不平衡，補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功功率和功率因數(shù)，同時(shí)濾除電網(wǎng)中產(chǎn)生的高次諧波，提高電能質(zhì)量，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

為了便于理解，在本實(shí)用新型中出現(xiàn)的部分名詞作以下解釋說(shuō)明：

SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置：英文全稱(chēng)為Static Var Generator，靜止無(wú)功發(fā)生器，對(duì)于三相負(fù)荷的補(bǔ)償，主要是針對(duì)電力用戶(hù)終端的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高用戶(hù)的功率因數(shù)；

晶閘管投切電容器：英文全稱(chēng)為T(mén)hyristor Switched Capacitor，簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)SC；

IGBT：絕緣柵雙極型晶體管，屬可關(guān)斷電力電子器件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括控制器，所述控制器輸入端通過(guò)總線與三相電量?jī)x連接，三相電量?jī)x并聯(lián)接入電網(wǎng)；控制器第一輸出端與永磁真空開(kāi)關(guān)相連接，控制器第二輸出端通過(guò)總線分別與SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、晶閘管投切電容器和電力濾波器相連接；所述永磁真空開(kāi)關(guān)和電力濾波器分別并聯(lián)接入電網(wǎng)，永磁真空開(kāi)關(guān)的控制端與磁保持繼電器相串聯(lián)后接入繼電器驅(qū)動(dòng)電路。

優(yōu)選地，所述電網(wǎng)包括三相三線制或三相四線制低壓配電線路。

優(yōu)選地，所述SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置包括SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償電路，晶閘管投切電容器包括電容器投切電路。

優(yōu)選地，所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路與SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置相連接。

優(yōu)選地，所述SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償電路包括自換相橋式電路，所述自換相橋式電路由6組可關(guān)斷電力電子器件IGBT組成，每組的IGBT為2個(gè)，每組2個(gè)IGBT進(jìn)行反并聯(lián)連接，自換相橋式電路經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上；

所述電容器投切電路包括分相電路，所述分相電路為三相電路，每相電路由1組晶閘管組成，每組的晶閘管為2個(gè)，每組的2個(gè)晶閘管進(jìn)行反并聯(lián)連接，每相電路并聯(lián)接入電網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述總線采用RS485總線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1．本實(shí)用新型采用復(fù)合型開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器的過(guò)零投切和頻繁投切；成本較低、損耗小、占地面積??；適合用于功率因數(shù)低、負(fù)載變化緩慢、擁有大型電感性負(fù)載的場(chǎng)所，對(duì)改善電能質(zhì)量具有非常重要的作用，具有容量大、耐電耐熱能力強(qiáng)、無(wú)導(dǎo)通損耗，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，無(wú)需散熱與價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)；

2. 通過(guò)三相電量?jī)x實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中電流、電壓、有功功率、和無(wú)功功率和功率因數(shù)等參數(shù)，將采集到的參數(shù)信息及時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，并自動(dòng)、合理控制SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和晶閘管投切電容器的搭配使用，控制對(duì)電網(wǎng)的補(bǔ)償情況，可同時(shí)補(bǔ)償三相不平衡電流和無(wú)功，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，優(yōu)化了電能質(zhì)量；

3.采用電力濾波器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的諧波抑制、補(bǔ)償無(wú)功能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進(jìn)行快速跟蹤補(bǔ)償，并且響應(yīng)速度快，抵消負(fù)載中相應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功和不平衡，與SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和晶閘管投切電容器結(jié)合使用，更能提高電能的質(zhì)量，比單獨(dú)使用補(bǔ)償裝置的穩(wěn)定性和可靠性更高。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和晶閘管投切電容器配合工作結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置在工作時(shí)的調(diào)節(jié)狀態(tài)流程圖。

附圖中標(biāo)號(hào)為：1為控制器，2為三相電量?jī)x，3為永磁真空開(kāi)關(guān)，4為SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償電路，5為T(mén)SC投切電路，6為電力濾波器，7為晶閘管。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，安裝于低壓配電網(wǎng)上，一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括控制器1，所述控制器1輸入端通過(guò)RS485總線與三相電量?jī)x2連接，三相電量?jī)x2并聯(lián)接入三相三線制或三相四線制低壓配電線路；

控制器1第一輸出端與永磁真空開(kāi)關(guān)3相連接，永磁真空開(kāi)關(guān)3以并聯(lián)的方式接入三相三線制或三相四線制低壓配電線路，永磁真空開(kāi)關(guān)3的控制端與磁保持繼電器相串聯(lián)后接入繼電器驅(qū)動(dòng)電路，繼電器驅(qū)動(dòng)電路與SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置相連接。

控制器1第二輸出端通過(guò)RS485總線分別與SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、TSC和電力濾波器6相連接；SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和TSC，包括SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償電路4和TSC投切電路5；電力濾波器6分別以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)；SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償電路4包括自換相橋式電路，經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，自換相橋式電路由6組可關(guān)斷電力電子器件IGBT組成，每組為2個(gè)反并聯(lián)連接的IGBT；TSC投切電路5包括分相電路，分相電路為三相電路，每相電路由1組晶閘管7組成，每組的晶閘管7為2個(gè)，每組的2個(gè)晶閘管7進(jìn)行反并聯(lián)連接，每相電路經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)接入三相三線制或三相四線制低壓配電線路。

作為一種可實(shí)施的方式，本實(shí)施例中的控制器1的主控芯片為ARM7，負(fù)責(zé)三相電壓及電流參數(shù)的接收，并計(jì)算出所需投切的電容和無(wú)功功率；ARM7 內(nèi)部有 12 位 AD，可以接收并處理三相電量?jī)x2傳輸?shù)膮?shù)，2個(gè)通訊口，1個(gè)用于控制真空開(kāi)關(guān)的，另外1個(gè)用于485通訊，負(fù)責(zé)完成電容器的投切。

如圖3所示，本實(shí)用新型三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的在工作時(shí)的調(diào)節(jié)狀態(tài)如下：

三相電量?jī)x2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中電壓、電流、功率因數(shù)及無(wú)功功率，三相電量?jī)x2顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的電壓、電流、功率因數(shù)及無(wú)功功率的有效值，三相電量?jī)x2的通訊接口與RS485總線相連接，將監(jiān)測(cè)到的各參數(shù)值發(fā)送到控制器；

控制器1根據(jù)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)中的情況對(duì)需要補(bǔ)充的無(wú)功功率進(jìn)行計(jì)算，得出需要發(fā)送至電網(wǎng)的無(wú)功功率，真空開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，致使永磁真空開(kāi)關(guān)3閉合，與磁保持繼電器連通，繼電器驅(qū)動(dòng)電路閉合，控制SVG靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置4輸送相應(yīng)的無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)诫娋W(wǎng)中；

控制器1根據(jù)測(cè)得的電流計(jì)算得出需要投切的電容器，發(fā)送電容器投切信號(hào)至TSC，通過(guò)TSC投切電路5將相應(yīng)容量的電容器投入到電網(wǎng)中，同時(shí)控制器1發(fā)送信號(hào)至電力濾波器6，使其接入電網(wǎng)，濾除系統(tǒng)中出現(xiàn)的高次諧波。

本實(shí)用新型所述的三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置具有通用性的特點(diǎn)，裝置的安裝時(shí)無(wú)需了解負(fù)荷性質(zhì)和不平衡度，根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際情況而確定調(diào)節(jié)裝置的容量即可；此外，本實(shí)用新型所述的裝置安裝在三相三線制或三相四線制線路中，且與配電變壓器的輸出端相連接，三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的控制器可根據(jù)三相電量?jī)x自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的參數(shù)值，自動(dòng)計(jì)算三相的有功功率和無(wú)功功率，根據(jù)不平衡度的大小自動(dòng)投切，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作時(shí)溫升低，損耗低的特點(diǎn)。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作出任何限制，故凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。