本實(shí)用新型屬于低壓配電領(lǐng)域，具體涉及一種配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

配電臺區(qū)是我國城鄉(xiāng)居民供電的基礎(chǔ)單元，其供電質(zhì)量直接影響居民的生活生產(chǎn)，隨著這些年國力的增強(qiáng)，人們生活水平的提高，居民用電量明顯增大。電網(wǎng)雖然也在不斷改造以滿足居民對用電的需求，但是依然難以跟上居民用電的增加和變化。對于居民和電力系統(tǒng)比較突出的矛盾是線路末端電壓低，導(dǎo)致家用電器難以正常工作，影響居民的正常生活，電力系統(tǒng)的運(yùn)檢部門經(jīng)常被用戶投訴。造成線路末端電壓低的主要原因是三相負(fù)荷不平衡導(dǎo)致單相電流過大，該相線路電壓降大，導(dǎo)致該相線路末端電壓低。如果能解決三相負(fù)荷不平衡，將很大程度上解決線路末端電壓低的問題。

目前電力系統(tǒng)針對三相負(fù)荷不平衡的主要應(yīng)對措施是：

1、電力系統(tǒng)運(yùn)檢人員，在居民用電側(cè)實(shí)測三相負(fù)荷的大小，手動(dòng)調(diào)相，不足之處是首先要斷電，影響居民用電，其次是時(shí)間不定，勞動(dòng)強(qiáng)度大。最后是解決不徹底，經(jīng)常是前段時(shí)間調(diào)整好了，過段時(shí)間由于負(fù)荷的變化又出現(xiàn)了三相不平衡的問題。以上現(xiàn)象和解決方案致使電力系統(tǒng)運(yùn)檢疲于奔波于調(diào)相中。

2、增加配電臺區(qū)變壓器，重新架線，這樣不僅投資大，而且施工周期長，給電力系統(tǒng)造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3、加裝三相負(fù)荷不平整自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，由于居民用電比較分散，一般安裝在變壓器出口側(cè)的電纜分支箱旁，能有實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)變壓器出口至該安裝點(diǎn)的三相負(fù)荷，效果很明顯。但是只能保證變壓器出口側(cè)至安裝點(diǎn)這段線路的三相負(fù)荷平衡，安裝點(diǎn)至用戶這段線路的三相符合不平衡沒有辦法解決，沒有從根本上解決問題。而且成本較高，自身功耗較大，增加了線損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上的技術(shù)不足，本實(shí)用新型提供一種配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型提供一種配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括設(shè)置在變壓器出口三相處的三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器以及設(shè)置在各個(gè)用戶三相電接入口的智能換相開關(guān)，所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器與設(shè)置變壓器出口三相處的檢測機(jī)構(gòu)連接，所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器包括用于接收檢測機(jī)構(gòu)檢測的變壓器出口的電壓、電流參數(shù)的采集單元、用于根據(jù)采集單元接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行換相操作的控制單元以及將控制單元的操作指令輸出到智能換相開關(guān)的第一通訊單元。

所述智能換相開關(guān)包括三個(gè)換相開關(guān)，三個(gè)換相開關(guān)分別與A、B、C三相連接，零線直通設(shè)置，通過三個(gè)換相開關(guān)實(shí)現(xiàn)三相進(jìn)單相出，且所述換相開關(guān)受控于所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器。

所述換相開關(guān)為磁保持繼電器。

所述智能換相開關(guān)設(shè)有與所述第一通訊單元通訊連接的第二通訊單元，所述第二通訊單元接收所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器發(fā)送的換相操作指令。

所述第一通訊單元和第二通訊單元采用RS485通信方式。

所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器設(shè)有人機(jī)互動(dòng)單元。

所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器設(shè)有設(shè)有無線通信單元，并將檢測數(shù)據(jù)以及操作指令上傳至遠(yuǎn)程終端。

所述智能換相開關(guān)設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)切換單元。

所述智能換相開關(guān)設(shè)有過流保護(hù)單元。

本實(shí)用新型的有益效果：通過三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器控制各安裝的智能換相開關(guān)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)換相，從而達(dá)到調(diào)節(jié)供電臺區(qū)變壓器出線側(cè)的三相負(fù)荷達(dá)到平衡，保證三相負(fù)荷的不平衡率小于15%。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電路示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器的原理框圖。

圖3是本實(shí)用新型的智能換相開關(guān)的連接示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的智能換相開關(guān)的電壓過零投入的波形示意圖。

圖5是本實(shí)用新型的過零切除的波形示意圖。

圖6是本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)前的示意圖。

圖7是本實(shí)用新型的調(diào)節(jié)后的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說明：

如圖所示，本實(shí)用新型提供一種配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其包括設(shè)置在變壓器1出口三相處的三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器2以及設(shè)置在各個(gè)用戶三相電接入口的智能換相開關(guān)3，所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器與設(shè)置變壓器出口三相處的檢測機(jī)構(gòu)連接，所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器包括用于接收檢測機(jī)構(gòu)檢測的變壓器出口的電壓、電流參數(shù)的采集單元，采集單元包括電流采集單元21和電壓采集單元26、用于根據(jù)采集單元接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行換相操作的控制單元22以及將控制單元22的操作指令輸出到智能換相開關(guān)的第一通訊單元27。所述智能換相開關(guān)設(shè)有與所述第一通訊單元通訊連接的第二通訊單元，所述第二通訊單元接收所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器發(fā)送的換相操作指令。

三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器安裝在變壓器出線側(cè)的JP柜或電纜分支箱內(nèi)，智能換相開關(guān)安裝在三相四線線路取兩相進(jìn)用戶點(diǎn)，三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器檢測變壓器出線三相負(fù)荷，根據(jù)三相負(fù)荷大小，發(fā)出指令控制裝在用戶的不同智能換相開關(guān)供電由哪一相提供。

所述智能換相開關(guān)包括三個(gè)換相開關(guān)，所述換相開關(guān)為磁保持繼電器，三個(gè)換相開關(guān)分別與A、B、C三相連接，零線直通設(shè)置，通過三個(gè)換相開關(guān)實(shí)現(xiàn)三相進(jìn)單相出，且所述換相開關(guān)受控于所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器，實(shí)現(xiàn)三選一的選相。

三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器實(shí)時(shí)檢測變壓器出口三相負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷的實(shí)時(shí)變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)智能換相開關(guān)的動(dòng)作，具有實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的快速性。同時(shí)省去了人工手動(dòng)換相的費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器有以下特點(diǎn)：

1.采集變壓器出口側(cè)三相的電壓、電流、電壓諧波、電流諧波、有功、無功等電網(wǎng)參數(shù)。

2. 所述第一通訊單元和第二通訊單元采用RS485通信方式，根據(jù)采集到的三相負(fù)荷大小經(jīng)過運(yùn)算，通過RS485通訊方式，實(shí)時(shí)控制智能換相開關(guān)的動(dòng)作，從而保證三相負(fù)荷不平衡度小于15%。

3. 所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器設(shè)有設(shè)有無線通信單元28，并將檢測數(shù)據(jù)以及操作指令上傳至遠(yuǎn)程終端，其具有無線通訊功能，可通過GPRS通訊方式將采集到的電力參數(shù)及調(diào)節(jié)情況實(shí)時(shí)上傳主站。

所述三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器設(shè)有人機(jī)互動(dòng)單元24，可以直接獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。

同時(shí)還設(shè)有電源單元25對三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器提供電源。

智能換相開關(guān)采用采用磁保持繼電器作為換相開關(guān)，三相四線進(jìn)線，單相出線，出線的零線直通，火線根據(jù)需要可以與供電的A相或B相或C相相連，也就是說，用戶側(cè)的供電可以在A相或B相或C相三相中任意選取，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)變壓器出口側(cè)三相負(fù)荷的目的，如圖3所示，且有以下特點(diǎn)：

1、切換時(shí)間短，換相時(shí)的切換時(shí)間≤20ms,由于，通過調(diào)節(jié)磁保持繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)電壓，便可調(diào)節(jié)開關(guān)觸點(diǎn)的閉合與斷開時(shí)間，經(jīng)過出廠的校準(zhǔn)，保證開關(guān)觸點(diǎn)的閉合與斷開時(shí)間為5ms,開關(guān)預(yù)留10ms的間隔時(shí)間。從而保證整個(gè)換相時(shí)間≤20ms。在換相過程不影響用戶供電，保證用戶電器設(shè)備的不會因?yàn)閾Q相時(shí)間過長引起失壓而無法正常工作。

2、電壓過零投入，保證零電流投入，電流過零切除，切除時(shí)無電弧。目前居民用電的電器設(shè)備自然功率因數(shù)均接近1，所以通過判斷電壓過零點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)電壓過零投入，電流過零切除。如圖4～5所示。

3、所述智能換相開關(guān)設(shè)有過流保護(hù)單元。過流保護(hù)，通過檢測負(fù)載電流，模擬過負(fù)荷反時(shí)限特性，實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。

4、低功耗，由于用于換相的開關(guān)采用磁保持繼電器，磁保持繼電器的閉合與分?jǐn)嘀恍柙诰€圈上施加正負(fù)觸發(fā)電壓，即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)的閉合與分段，待磁保持繼電器觸點(diǎn)的閉合與分?jǐn)嗤瓿珊?，即可取消線圈上的觸發(fā)電壓，依靠磁保持繼電器的內(nèi)部磁鋼實(shí)現(xiàn)狀態(tài)保持。不再耗電。

5、所述智能換相開關(guān)設(shè)有手動(dòng)/自動(dòng)切換單元。手動(dòng)就地?fù)Q相操作與遠(yuǎn)端控制換相結(jié)合。通過智能換相開關(guān)的按鍵操作可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)行換相，亦可通過RS485通訊或無線通訊接收控制器的控制信號實(shí)現(xiàn)換相。

如圖六所示，

一供電臺區(qū)變壓器，下接五個(gè)單相負(fù)荷，在某一時(shí)刻負(fù)載發(fā)生變化后。各用戶的電流及變壓器總出線電流如下：

A相供電的用戶為，用戶1：30A，用戶3：60A，用戶5：40A。

B相供電為用戶2，電流為：90A。

C相供電為用戶4，電流為：60A.

變壓器出口側(cè)A相總電流為130A，B相總電流為90A，C相總電流為60A。不平衡度為的計(jì)算方法為：（最大相負(fù)荷-最小相負(fù)荷）/最大相符合。

這樣該時(shí)刻的不平衡度為：（130-60）/130=53.8%。

如圖7所示，經(jīng)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器運(yùn)算判斷后，發(fā)出指令智能換相開關(guān)動(dòng)作，用戶1的供電由A相換到C相，其他不變，結(jié)果如下：

A相供電：用戶3：60A，用戶5：40A。

B相供電：用戶2： 90A。

C相供電：用戶4：60A， 用戶1：30A，

變壓器出口側(cè)A相總電流為100A，B相總電流為90A，C相總電流為90A。不平衡度為的計(jì)算方法為：（最大相負(fù)荷-最小相負(fù)荷）/最大相符合。

這樣該時(shí)刻的不平衡度為：（100-90）/110=10%。

結(jié)論：經(jīng)過調(diào)節(jié)后，不平衡度由原來的53.8%將為10%，符合電力系統(tǒng)的需求。

實(shí)施例不應(yīng)視為對本實(shí)用新型的限制，任何基于本實(shí)用新型的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。