[發(fā)明專利]一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710909786.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN107453359A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李康成;張菁楊;夏季真
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏季真
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司37205
• 代理人: 李江,尉金洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單相供電的電力負(fù)荷的換相電路，特別涉及一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

在電力供應(yīng)系統(tǒng)中，廣泛采用三相電力變壓器供電模式。單相電力負(fù)荷平均分布在三相火線上，最佳狀態(tài)是電力變壓器的三相負(fù)荷完全均衡，此時(shí)零線電流為零，變壓器及供電線路能量損耗最小，經(jīng)濟(jì)性最高。但是由于單相電力負(fù)荷的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡。此時(shí)需要進(jìn)行三相負(fù)荷調(diào)整，將重負(fù)荷相的部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移到輕負(fù)荷相，達(dá)到接近三相平衡狀態(tài)。

傳統(tǒng)的人工平衡調(diào)整需要長(zhǎng)時(shí)間停電、作業(yè)人員登桿作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，存在人身傷害危險(xiǎn)，已經(jīng)被淘汰。目前，普遍采取換相裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷自動(dòng)平衡調(diào)整，常用的換相電路有兩種：一種是采取晶閘管（可控硅）和大電流磁保持繼電器接點(diǎn)并聯(lián)的復(fù)合開關(guān)模式組成的換相電路；另一種是精確控制大電流磁保持繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)換相的同步開關(guān)模式電路。

復(fù)合開關(guān)模式換相電路工作過(guò)程為：在換相操作開始時(shí)，斷開并聯(lián)的磁保持繼電器接點(diǎn)，晶閘管負(fù)責(zé)接通負(fù)載；利用晶閘管導(dǎo)通速度快的優(yōu)點(diǎn)，精確捕捉當(dāng)前負(fù)荷所在相和欲切換相的電壓相等交叉點(diǎn)，在此交叉點(diǎn)將當(dāng)前負(fù)荷所在相的晶閘管關(guān)斷、同時(shí)將欲切換相的晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)負(fù)荷切換；晶閘管切換完成后，將切換到的晶閘管并聯(lián)的磁保持繼電器接點(diǎn)接通，晶閘管關(guān)閉，降低損耗。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)零間斷換相操作；缺點(diǎn)是由于晶閘管的工作原理缺陷，在出現(xiàn)由于雷電或者操作過(guò)電壓的情況下，會(huì)通過(guò)晶閘管的結(jié)電容向門極傳輸電脈沖，引起誤觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，導(dǎo)致兩相火線短路，造成設(shè)備損壞和大面積停電。

同步開關(guān)模式換相電路的工作過(guò)程為：控制電路捕捉到當(dāng)前負(fù)荷所在相和欲切換相的電壓過(guò)零點(diǎn)，在所在相過(guò)零點(diǎn)將運(yùn)行磁保持繼電器接點(diǎn)斷開、在欲切換相過(guò)零點(diǎn)將欲切換相磁保持繼電器接點(diǎn)接通，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷換相操作。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是不使用晶閘管，避免了晶閘管被誤觸發(fā)造成相間短路事故；缺點(diǎn)是兩個(gè)電壓過(guò)零點(diǎn)之間存在6.67毫秒的間斷，會(huì)造成供電電壓閃斷，對(duì)用戶負(fù)荷帶來(lái)沖擊，另外，由于用戶負(fù)荷性質(zhì)無(wú)法預(yù)測(cè)，如果以電感性負(fù)荷為主的情況下，電壓過(guò)零的瞬間正是電流的最高峰值，此時(shí)切斷電流，會(huì)形成很高的反沖電壓（u=L*di/dt），引起操作過(guò)電壓，會(huì)帶來(lái)用戶設(shè)備損壞、電腦重啟動(dòng)等一系列危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是針對(duì)以上兩種換相電路的不足，提供一種安全性和可靠性好的供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，能夠?qū)崿F(xiàn)單相負(fù)荷的無(wú)間斷相間轉(zhuǎn)移，不會(huì)造成短時(shí)間電壓間斷，不存在相間短路故障的危險(xiǎn)和產(chǎn)生操作過(guò)電壓損害設(shè)備的危害。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，該電力負(fù)荷換相電路包括：

換相執(zhí)行電路，用于接收電脈沖信號(hào)，以控制繼電器的接通或斷開，來(lái)完成換相操作。

一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，還包括與換相執(zhí)行電路電連接的過(guò)零點(diǎn)采集電路、單片機(jī)邏輯控制電路和遠(yuǎn)程控制裝置。

所述換相執(zhí)行電路包含UA執(zhí)行電路、UB執(zhí)行電路和UC執(zhí)行電路，UA執(zhí)行電路、UB執(zhí)行電路和UC執(zhí)行電路分別包括：

第一繼電器，其常開開關(guān)的一端電連接電源進(jìn)端，常開開關(guān)的另一端電連接負(fù)載端，線圈電連接單片機(jī)邏輯控制電路；

第二繼電器，其常開開關(guān)的一端電連接電源進(jìn)端，常開開關(guān)的另一端電連接負(fù)載端，線圈電連接單片機(jī)邏輯控制電路。

一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，還包括：

二極管，其正極連接第二繼電器常開開關(guān)的一端，負(fù)極連接第一繼電器常開開關(guān)的一端。

一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，還包括：

電阻，連接在二極管兩端。

一種供電零間斷的電力負(fù)荷換相電路，還包括：

電感，連接在第二繼電器常開開關(guān)的一端與二極管正極之間。

所述過(guò)零點(diǎn)采集電路，與三相電源火線連接，用于獲取各相電壓過(guò)零點(diǎn)并輸出至單片機(jī)邏輯控制電路。

所述單片機(jī)邏輯控制電路與遠(yuǎn)程控制裝置、過(guò)零點(diǎn)采集電路及換相執(zhí)行電路連接，用來(lái)接收遠(yuǎn)程控制裝置發(fā)來(lái)的換相操作指令并執(zhí)行。

所述執(zhí)行過(guò)程為：從過(guò)零點(diǎn)采集電路取得各相電壓過(guò)零點(diǎn)，計(jì)算出合適的時(shí)間點(diǎn)，輸出與命令碼相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電脈沖至換相執(zhí)行電路。

所述單片機(jī)邏輯控制電路包括遠(yuǎn)程無(wú)線通訊電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和過(guò)零點(diǎn)輸入電路。