[發(fā)明專利]一種配電變壓器三相不平衡監(jiān)測治理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510826307.1
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105375500A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 高強;張光明;韓月;隋德生;劉齊;王茂軍;鐘丹田;原峰;程大偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院;遼寧東科電力有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電變壓器三相不平衡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種配電變壓器三相不平衡監(jiān)測治理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在中、低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)中，存在大量單相、不對稱、非線性、沖擊性負荷，由于早期電網(wǎng)設計規(guī)劃的不周，會出現(xiàn)大量單相負荷集中在一相或兩相的情況，這些不均衡負荷會使配電系統(tǒng)產(chǎn)生三相不平衡，導致供電系統(tǒng)三相電壓、電流的不平衡。

由于負荷分配不均，負荷性質(zhì)也不一致，造成低壓供電系統(tǒng)無功不足，負荷不平衡，尤其是經(jīng)濟水平較為發(fā)達的地區(qū)表現(xiàn)更為明顯。無功不足及負荷不平衡已成為配電系統(tǒng)的兩大難題。在中、低壓配電網(wǎng)尤其是農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng)中由于線路及配電變壓器數(shù)量眾多、供電用戶分散、資金成本等因素的制約，通過配置低壓無功補償裝置等方式來解決三相不平衡的問題并不現(xiàn)實。通常做法是通過人工切換單相負荷的供電相來調(diào)整三相平衡，但這種方式需要先對負荷停電再進行操作，這嚴重影響了對用戶的供電可靠性，對電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)供電提出了挑戰(zhàn)。因此，中、低壓配電網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的三相不平衡問題已成為當前配電系統(tǒng)中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種配電變壓器三相不平衡監(jiān)測治理系統(tǒng)及方法。其目的在于提高供電可靠性，降低電能損耗，減少變壓器損耗。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種配電變壓器三相不平衡監(jiān)測治理系統(tǒng)，包括報警裝置、SVG自動補償裝置及檢測裝置三大部分；其中，配電變壓器出口線路通過報警裝置接入SVG自動補償裝置，SVG自動補償裝置連接檢測裝置，SVG自動補償裝置還通過檢測裝置接收電流互感器信號，同時，檢測裝置也充當調(diào)節(jié)裝置向線路的反饋通路。

所述的SVG自動補償裝置主要由主電路、控制電路、驅(qū)動電路組成。控制電路監(jiān)測電網(wǎng)狀態(tài)，與驅(qū)動電路連接，驅(qū)動電路與主電路連接。

主電路包括：電壓型逆變橋IGBT和電容器；

控制電路包：電流電壓過零信號檢測模塊、數(shù)字信號處理器DSP和復雜可編程邏輯器件CPLD；

驅(qū)動電路包括；比較器、觸發(fā)器和PWM電路。

所述的電流電壓過零信號檢測模塊用于檢測電網(wǎng)側(cè)電壓過零信號Us、負載電流IL、輸出電流Ic和直流母線電容電壓Uc；

DSP為主控制器件，主要完成系統(tǒng)電壓、電流信號采集分析、PDI控制、輸出電流基準正弦信號、PWM驅(qū)動電路控制信號的產(chǎn)生；

CPLD信號接口單元主要用于接口信號轉(zhuǎn)換，集中處理IGBT保護信號、過熱保護、風機控制、PWM信號輸出。

一種配電變壓器三相不平衡監(jiān)測治理方法，是當電流信號出現(xiàn)三相不平衡時，會自動啟動報警裝置,報警裝置將不平衡信號傳遞給SVG自動補償裝置；SVG自動補償裝置對接收到的不平衡信號進行分析，補償之后的輸出電流經(jīng)過信號檢測裝置反饋給電網(wǎng)，同時信號檢測裝置對補償結(jié)果進行綜合分析，滿足條件將信號輸出；不滿足條件，則將信號負反饋至SVG自動補償裝置進行二次補償。

所述的SVG自動補償裝置中的信號檢測電路用于檢測電網(wǎng)側(cè)電壓過零信號、負載電流、輸出電流和直流母線電容電壓；通過用電信息采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控、分析全省臺區(qū)負荷不平衡情況；對用電信息采集系統(tǒng)中配變?nèi)喑隹陔娏鲾?shù)值采集后，通過后臺軟件分析，對三相不平衡情況進行統(tǒng)計，并按輕重緩急確定三相不平衡治理裝置安裝選點。

所述的三相不平衡情況進行統(tǒng)計的原則為：

三相不平衡度的計算公式：三相不平衡度=（最大相電流-最小相電流）/最大相電流；

單相最大負載率≤30%時，不計算三相不平衡度，僅統(tǒng)計累計時間；

單相最大負載率＞30%時，計算三相不平衡度，并按三相不平衡度<15%、50%>三相不平衡度≥15%、三相不平衡度≥50%進行分類，并統(tǒng)計各階段累計時間；

同時可基于累計數(shù)據(jù)分析，得出配變選定時段內(nèi)最大不平衡度；

具體適用條件如下：

a、對于三相動力負荷占比較高、電能質(zhì)量要求高的臺區(qū)，優(yōu)先選用三相不平衡自動補償裝置；

b、建議自動補償裝置重點解決三相負荷無法通過人工調(diào)節(jié)，且三相不平衡度低于85%，考慮SVG補償容量和經(jīng)濟性的影響的臺區(qū)；

c、對于諧波污染嚴重的臺區(qū)應加裝諧波抑制裝置后，方可使用自動補償裝置，否則中性線電流將無法補償；

d、自動補償裝置取代現(xiàn)有無功補償裝置。