[發(fā)明專利]一種換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710283272.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN107046292A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭躍武;馮智勇;楊俊義;常敬;馮波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津紫光奇智電氣科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/26
• 分類號(hào): H02J3/26
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司12101
• 代理人: 蒙建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能配電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)投入不斷加大，配電網(wǎng)發(fā)展取得顯著成效，但用電水平相對(duì)國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距，城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不平衡，供電質(zhì)量有待改善。建設(shè)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和服務(wù)體系一舉多得，既能夠保障民生、拉動(dòng)投資，又能夠帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)水平提升，為推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源戰(zhàn)略提供有力支撐，對(duì)于穩(wěn)增長(zhǎng)、促改革、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生具有重要意義。

配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，傳輸距離長(zhǎng)，降壓層次多，點(diǎn)多面廣，運(yùn)行狀態(tài)受運(yùn)行方式和負(fù)荷變化的影響較大，這些狀況導(dǎo)致配電網(wǎng)在一定區(qū)域和時(shí)段處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，需要對(duì)電壓和無(wú)功等指標(biāo)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時(shí)間的不同。所以，電網(wǎng)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(wú)規(guī)律性，也無(wú)法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長(zhǎng)期性不平衡。

針對(duì)三相負(fù)荷不平衡，目前主要的解決方案有前期配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)針對(duì)將單相負(fù)荷均勻的分配到三相負(fù)荷上，在實(shí)際運(yùn)行中查看負(fù)荷平衡情況，再進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，但是這種方式不經(jīng)濟(jì)，并且影響供電連續(xù)性。

目前，三相負(fù)荷不平衡治理設(shè)備各方面技術(shù)還未成熟，在國(guó)外的中低配電網(wǎng)中，也較少采用三相負(fù)荷不平衡治理設(shè)備。部分三相不平衡地區(qū)一般采用手動(dòng)或自動(dòng)投切的電容器組進(jìn)行補(bǔ)償。但是,即使是最先進(jìn)的晶閘管分相投切電容組,只能解決功率因數(shù)的補(bǔ)償問題,也不能有效的平衡三相負(fù)荷。

近年來(lái)出現(xiàn)了一種新的電力電子式三相不平衡治理裝置，其以IGBT(絕緣柵雙極晶體管)開關(guān)為核心的無(wú)功功率補(bǔ)償單元，采用先進(jìn)的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電能變換的一種全數(shù)字化電力電子裝置。一般采用三相四線制，能夠針對(duì)波動(dòng)負(fù)載進(jìn)行快速有效的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，對(duì)電壓波動(dòng)與閃變、負(fù)荷不平衡、功率因數(shù)、諧波進(jìn)行補(bǔ)償，在有效改善電能質(zhì)量。但其存在自身?yè)p耗高、噪音及諧波污染等弊端。

目前主流的換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置主要采用圖1所示的方案。

本方案一共三個(gè)接觸器，三個(gè)雙向晶閘管，每相串聯(lián)快速熔斷器。雙向晶閘管并聯(lián)接觸器，利用了復(fù)合開關(guān)原理，可以使得接觸器投切時(shí)無(wú)弧無(wú)電壓，換相時(shí)間快。但該方案在實(shí)施中雙向晶閘管長(zhǎng)期在線路中工作，如果有雷電沖擊或其它干擾進(jìn)入裝置可能造成晶閘管誤導(dǎo)通，存在相間短路的可能性。并且接觸器線圈需要長(zhǎng)期帶電閉合，耗能大、老化快。并且一旦控制電路掉電，接觸器斷開，影響供電連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置。該換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置能夠避免在負(fù)荷投切瞬間產(chǎn)生的較大涌流,避免晶閘管長(zhǎng)期運(yùn)行的損耗，并且不停電進(jìn)行換相。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種換相開關(guān)式三相負(fù)荷不平衡治理裝置，其特征在于：至少包括：

控制部件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；其中：

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)換相開關(guān)；

所述控制部件包括至少一個(gè)主控制器；

用于檢測(cè)分支電網(wǎng)上電流信息的電流傳感器；所述電流傳感器的信號(hào)輸出端子與主控制器的輸入端子電連接；

所述主控制器連接于三相電網(wǎng)；每個(gè)主控制器可通過(guò)有線通信或無(wú)線通信與至少一個(gè)換相開關(guān)連接，換相開關(guān)與負(fù)載電連接；

每個(gè)主控制器檢測(cè)三相不平衡電流、該主控制器控制的換相開關(guān)的故障信息、當(dāng)前相位、當(dāng)前負(fù)載電流；通過(guò)對(duì)換相開關(guān)不同換相組合進(jìn)行排列，取得最優(yōu)換相方案，下發(fā)換相命令。

進(jìn)一步：每個(gè)換相包括兩個(gè)單刀雙執(zhí)的磁保持繼電器及一個(gè)單刀單執(zhí)的磁保持繼電器；所述兩個(gè)單刀雙執(zhí)的磁保持繼電器為第一磁保持繼電器、第二磁保持繼電器；所述一個(gè)單刀單執(zhí)的磁保持繼電器為第三磁保持繼電器；所述分支電網(wǎng)的A相接線端子和B相接線端子分別與第一磁保持繼電器的兩個(gè)輸入端子電連接；所述第一磁保持繼電器的輸出端子和分支電網(wǎng)的C相接線端子分別與第二磁保持繼電器的兩個(gè)輸入端子電連接；所述第二磁保持繼電器的輸出端子依次通過(guò)第三磁保持繼電器、電流傳感器與控制器的模擬量輸入端子電連接；所述第三磁保持繼電器的兩端并聯(lián)有晶閘管。

進(jìn)一步：所述控制器和換向開關(guān)之間通過(guò)GPRS移動(dòng)通信、電力載波通信、無(wú)線通信，有線485通信中的一種。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：