[實(shí)用新型]一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621356511.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206340978U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳葉明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳葉明
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/26
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/26
• 代理公司: 濮陽(yáng)華凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)41136
• 代理人: 王傳明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)和電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)中電能的消耗主要是依靠配網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，尤其是依靠配電網(wǎng)低壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我國(guó)低壓電力負(fù)荷通常是指交流220V/380V系統(tǒng)所帶的負(fù)荷。交流220V/380V通常是由三相四線組成，即A相、B相、C相、N相。配電網(wǎng)低壓電能是依靠一定距離的電纜線路或?qū)Ь€電路輸送和分配的，低壓線路中的電感式不可避免。從而，負(fù)荷重的無(wú)功功率也就確實(shí)存在的。配電網(wǎng)低壓側(cè)所帶的負(fù)荷包括單相和三相負(fù)荷，對(duì)于三相電動(dòng)機(jī)而言，正常運(yùn)行時(shí)三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，對(duì)于居民用電幾乎都是單相負(fù)荷，使配電網(wǎng)處于絕對(duì)不平衡狀態(tài)。再之。由于居民負(fù)荷通常是用電纜或?qū)Ь€從變壓器低壓側(cè)引出，安裝時(shí)很難掌控變壓器輸出負(fù)荷分配平衡。縱然是安裝時(shí)三相負(fù)荷分配是均衡的，但是由于用電的季節(jié)性、時(shí)段性以及不同的時(shí)率，三相負(fù)荷的不平衡是絕對(duì)存在的。事實(shí)證明，在某些地方，三相不平衡率高達(dá)80%以上，可以說(shuō)低壓電力系統(tǒng)三相負(fù)荷絕對(duì)平衡是理想狀態(tài)，不平衡是常態(tài)。

三相負(fù)荷不平衡的危害有如下幾方面：

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗：

變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)荷損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電壓基本不變，即空載損耗是一個(gè)恒量。而負(fù)荷損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，且與負(fù)荷電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時(shí)，變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。

從數(shù)學(xué)定理中我們知道：假設(shè)a、b、c 3個(gè)數(shù)都大于或即是零，那么a+b+c≥33√abc 。

當(dāng)a=b=c時(shí)，代數(shù)和a+b+c取得最小值：a+b+c＝33√abc 。

因此我們可以假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa＝Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負(fù)荷相電流，R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達(dá)式如下：

Qa+Qb+Qc≥33√［（Ia2 R）（Ib2R）（Ic2 R）］

由此可知，變壓器的在負(fù)荷不變的情況下，當(dāng)Ia=Ib=Ic時(shí)，即三相負(fù)荷達(dá)到平衡時(shí)，變壓器的損耗最小。

則變壓器損耗：

當(dāng)變壓器三相平衡運(yùn)行時(shí)，即Ia=Ib=Ic=I時(shí)，Qa＋Qb＋Qc=3I2R；

當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大不平衡時(shí)，即Ia=3I，Ib=Ic＝0時(shí)，

Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R)；

即最大不平衡時(shí)的變損是平衡時(shí)的3倍。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴(yán)重后果：

上述不平衡時(shí)重負(fù)荷相電流過(guò)大（增為3倍），超載過(guò)多，可能造成繞組和變壓器油的過(guò)熱。繞組過(guò)熱，盡緣老化加快；變壓器油過(guò)熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的盡緣性能，減少變壓器壽命（溫度每升高8℃，使用年限將減少一半），甚至燒毀繞組。

（3）三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行會(huì)造成變壓器零序電流過(guò)大，局部金屬件溫升增高：

在三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行下的變壓器，必然會(huì)產(chǎn)生零序電流，而變壓器內(nèi)部零序電流的存在，會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，這些零序磁通就會(huì)在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。但配電變壓器設(shè)計(jì)時(shí)不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件，則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度異常升高，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致變壓器運(yùn)行事故。

同時(shí)，在實(shí)際生活中，往往需要將多個(gè)用戶(hù)單位的電表或用電控制調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行集中放置，這樣導(dǎo)致電表或用電控制調(diào)節(jié)裝置數(shù)量不定，無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)同等規(guī)格的保護(hù)箱體。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，它能自動(dòng)調(diào)整使三相之間互換供電以保證負(fù)荷平衡運(yùn)行，并且能夠根據(jù)需要擴(kuò)展空間容量。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種三相負(fù)荷不平衡自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，安裝于三相電路系統(tǒng)上，包括保護(hù)箱體，其位于電表箱與變壓器之間的三相電路上，還包括有位于保護(hù)箱體內(nèi)的自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)電路與三相電路的A相、B相和C相連接，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)電路與A相通過(guò)斷路器Fa連接控制，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)電路與B相通過(guò)斷路器Fb連接控制，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)電路與C相通過(guò)斷路器Fc連接控制，A相與B相之間設(shè)置有斷路器Fab，B相和C相之間設(shè)置有斷路器Fbc，A相與C相之間設(shè)置有斷路器Fac。

具體的，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)電路所使用的斷路器為低壓斷路器。

具體的，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)電路與設(shè)置在三相電路系統(tǒng)上的三相電路系統(tǒng)的信號(hào)輸出端口連接。