[發明專利]三相負荷平衡器

無效

• 申請號: 201310240606.8
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN104242326A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李春明
• 申請（專利權）人: 李春明
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明具體涉及一種三相負荷平衡器。

背景技術

三相不平衡是指在電力系統中三相電流(或電壓)幅值不一致，且幅值差超過規定范圍。在三相負載平衡的情況下，三相四線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic＝0，零線電流等于零。但是在三相負載不平衡時，三相電流的向量和并不等于零，即Ia+Ib+Ic＝IN≠0，三相四線制中的零線電流不為零。在低壓三相四線制的城市居民和農網供電系統中，由于用電戶多為單相負荷或單相和三相負荷混用，并且負荷大小不同和用電時間的不同。所以，電網中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規律性，也無法事先預知。對于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負荷之外幾乎沒有什么行之有效的解決辦法。

電網中的不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，還會增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行。

由不對稱負載引起的電網三相電壓不平衡有以下解決辦法：1、將不對稱負荷分散接在不同的供電點，以減少集中連接造成不平衡度嚴重超標的問題；2、使用交叉換相等辦法使不對稱負荷合理分配到各相，盡量使其平衡化；3、加大負荷接入點的短路容量，如改變網絡或提高供電電壓級別提高系統承受不平衡負荷的能力；4、裝設平衡裝置。

現在常見的解決辦法是對電網進行無功功率補償。無功補償的原理：把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量，而感性負荷釋放能量時，容性負荷吸收能量，能量在兩種負荷之間交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率可從容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功補償的原理。無功補償的具體實現方式：把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。但是無功功率補償的辦法仍然有很多問題：電容器損壞頻繁；電容器外熔斷器在投切電容器組及運行中常發生熔斷；電容器組經常投入使用率低。

電容器損壞主要原因由于在選擇電壓等級時沒有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級偏低，長期運行電容器將容易損壞。電容器外熔斷器經常發生熔斷，主要是合閘涌流對熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的，或是不同電抗率組別的電容器組投切順序不當所致。電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選擇及分配不當造成的。

雖然對于三相不平衡的問題有了很多的研究，但是現在仍然沒有完美的解決問題的方案。這主要是因為負載不平衡是不確定的，導致三相電流不確定，所以在進行補償的方法比較復雜，效果也不完美。本發明采取新的思維方法進行三相不平衡負載的調整，使得三相電流保持平衡。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供負載平衡器，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

采用分布式布局，由變壓器輸出端的臺區監控主機及安裝于線路分支點的三相負荷平衡器組成。

臺區監控主機監測變壓器各相負荷總電流及各負荷平衡器所在相線及電流，向電流值較大相線上的部分負荷平衡器發出換相指令，使之切換到電流較小的相線上，使得變壓器輸出級出力均衡。

三相負荷平衡器切換過程：

假如由A相切換到B相，接收到換相指令后，變頻電源啟動，輸出與A相幅值、頻率、相位相同的正弦波，與A相線并接，斷開A相相線后電源單獨帶動負載開始變頻，電源輸出與B相線同步后再B相并接，斷開電源輸出，切換完成。

三相負荷平衡器是本系統的核心部分，由變頻電源、開關、控制器組成，控制器是接受臺區監控主機命令并且控制變頻電源和開關，變頻電源可以產生不同頻率的220V的交流電，產生的交流電作為負載轉移的過渡電源。開關是用來連接用戶負載和電源的，負載借由開關的導通接到不同的電源上，這樣才能實現負載在三相電不同相上的轉移。

有益效果：

本發明以變頻電源作為緩沖，實現了負荷在三相間的動態切換，對電網沒有沖擊，對用電設備沒有任何影響，可以有效解決低壓電網三相不平衡問題。

附圖說明

圖1本發明的系統組成框圖；

圖2本發明中最重要的負荷平衡器的組成框圖。

具體實施方式

為了使本發明的實現技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。