[實用新型]低壓臺區變三相負載自動平衡系統

有效

• 申請號: 201720036193.5
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN206442118U
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 劉堂偉;周顯俊;孫宏偉
• 申請（專利權）人: 湖南長高思瑞自動化有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 魏國先

技術領域：

本實用新型屬于電力配電技術領域，具體涉及一種低壓臺區變三相負載自動平衡系統。

背景技術：

隨著我國現代工業發展不斷加快，電力系統中不平衡非線性負荷也隨之增多。通常情況下，電網三相不平衡長時間運行，會嚴重影響電網電能質量，并且對供電和用電雙方都將產生不利影響，如在生產、生活用電中，受三相不平衡的影響，變壓器處于不對稱運行狀態，造成變壓器的損耗增大，并且三相負載不平衡還會造成變壓器零序電流過大，局部金屬性升溫增高，甚至會導致變壓器燒毀；在用電設備側，由于電壓的不平衡性必然會導致數倍電流不平衡的發生，容易引起用電設備的溫度上升、能耗增加等，并最終導致用電設備使用壽命縮短，加速設備部件更換頻率，增加設備維護的成本。因此，電力系統中應該盡量避免和解決三相不平衡問題。

在我國電力系統中，由于電力負荷的不均勻分布，臺區低電壓、三相不平衡問題較為常見，并且已逐漸成為線路管理人員工作中經常遇到的難題。低壓電網的三相平衡問題逐漸成為困擾供電單位的主要問題之一。

低壓電網大多是經10/0.4kV變壓器降壓后，以三相四線制的形式向用戶供電，是一種三相生產用電與單相負載混合用電的供電網絡。在裝接單相用戶時，為了防止出現負荷三相不平衡問題，供電部門應該將單相負載均衡地分接在A、B、C三相上。但是，在實際工作及運行中，由于線路的標志、接電人員的疏忽、單相用戶的不可控增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時性等原因，都會造成三相負載的不平衡。

智能電網中，電力系統三相不平衡問題是指三相電源各相的電壓或相角大小不相等，屬于基波負荷配置問題。三相不平衡問題的產生與用戶負荷特性、電力系統的規劃、負荷分配等相關。

我國電力系統《電能質量三相電壓允許不平衡度》(G B/T15543‐1995)標準明確規定：電力系統公共連接點(PCC點)穩態、正常運行方式下不平衡允許值為2％，暫態不得超過4％。

通常情況下，電力系統如果長時間處在不平衡運行中，則供電系統容易出現如下問題：

1)線路的有功功率或電能損耗增加。三相負荷不平衡時，各相的負荷電流不相等，就在相間產生了不平衡電流，這些不平衡電流除了在相線上引起損耗外，還將在中性線上引起損耗，這就增加了總的線損。

2)配電變壓器的電能損耗增加。在配電變壓器輸出的容量相同的情況下，低壓三相負荷電流不平衡比平衡時，變壓器的電能損耗大。

3)配電變壓器的出力降低。配電變壓器容量的設計和制造是以三相負載平衡條件確定的，如果三相負載不平衡，配電變壓器的最大出力只能按三相負載中最大一相不超過額定容量為限，負荷輕的相就有富余容量，從而使配電變壓器出力降低。

4)配電變壓器的運行溫度升高，使用壽命縮短。對于三相四線制系統，三相負荷不平衡時，中性線會有電流流過。當中性線電流過大時，零序電流所產生的零序磁通會在油箱壁及鋼結構件中通過，引起較大的電能損耗，從而使配電變壓器運行溫度升高，加快變壓器內部絕緣老化。更嚴重時中性線電流可能會超過允許載流量，中性線被燒斷，三相電壓相差極大，負載輕的一相上電壓過高，甚至達到線電壓，容易導致配電變壓器故障。

5)中性點發生位移，配電變壓器三相電壓失衡。三相負載不平衡，中性線有零序電流通過在鐵芯中產生零序磁通，但得不到由一次側磁通的抵消，并重疊在原有正相序的主磁通上。這個零序磁通會在一、二次側線圈中感應出零序電勢，并疊加在各相的端電壓上，造成三相電壓不對稱，使中性點產生位移。三相中負載大的相電壓就降低，而負載小的相電壓就升高。

基于以上的存在問題，電力系統中通常的改進措施為根據線路實際負荷情況，采取人工定期改線方式對負荷進行調整，但由于用戶用電負荷的不同時性，在調整運行一段時間后仍然會出現三相不平衡的問題，很難達到智能電網對負荷瞬時調整的要求。因此，研發一種能夠自動、智能式平衡相間負荷的裝置，能夠實時、快速、有效地解決電力系統中的三相不平衡問題成為必要。

實用新型內容：

本實用新型所要解決的技術問題是：解決上述現有技術存在的問題，而提供一種低壓臺區變三相負載自動平衡系統，通過采集被監測線路三相電壓電流的變化，來實時評估三相負荷線路的不平衡度，根據三相負荷線路的不平衡度來控制三相監測線路的負荷切換，從而達到實時平衡三相負荷的目的。