[實用新型]混合型三相負荷不平衡自動調節裝置

有效

• 申請號: 201720154063.1
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN206461371U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉東;季小龍
• 申請（專利權）人: 浙江億德科技有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/18
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙)33237
• 代理人: 陳暉

技術領域

本實用新型涉及一種混合型三相負荷不平衡自動調節裝置，應用于電網供配電自動調節領域。

背景技術

在我國農網和城網供電臺區，多以三相四線進行供電，而負荷主要為單相照明、空調為主。三相負荷不平衡現象比較嚴重，會對變壓器長期穩定運行存在較大隱患。

1、三相負荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴重后果：

不平衡時重負荷相電流過大，超載過多，可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱，絕緣老化加快;變壓器油過熱，引起油質劣化，迅速降低變壓器的絕緣性能，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。

2、三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高：

在三相負荷不平衡運行下的變壓器，必然會產生零序電流，而變壓器內部零序電流的存在，會在鐵芯中產生零序磁通，這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構件中構成回路。但配電變壓器設計時不考慮這些金屬構件為導磁部件，則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發熱，致使變壓器局部金屬件溫度異常升高，嚴重時將導致變壓器運行事故。

針對上述情況，為了治理三相負荷不平衡，往往在變壓器出口側或電纜分支箱側安裝三相負荷自動調節裝置。目前以兩種主流方案。

方案1：采用靜止無功發生器（SVG）的三相負荷調節功能實現三相負荷自動調節。示意圖如圖1所示。

該方案是通過控制6個功率電力電子器件的導通與關斷時刻，實現電流的相間轉移。該方案具有響應速度快，調節效果好，調節后的不平衡度在1%以下。但是該方案具有成本高，功率開關管在開關過程中自身功耗大。

方案2：通過控制相間跨界電容器，實現三相有功轉移。矢量圖如圖2所示。

在相線與相線之間跨接電容，具有在相線與相線之間轉移有功的能力。

相線與相線之間跨接電容，使有功轉移的矢量分析：

如圖所示：A、B相之間接入電容C。從A相看：U_c為電容電壓，由于電容中的電流超前于電容電壓90o。所以，電容電流I_c垂直于電容電壓 U_c，這時，在A相體現一個垂直且超前于A相電壓的容性無功電流分量+I_qc和與A相電壓方向相反的負有功電流分量-I_pc。從B相看：同理，電容電流I_c超前于電容電壓U_c 90o。這時，在B相體現一個垂直于B相電壓的容性無功電流分量+I_qc和與B相電壓方向相同的正有功電流分量+I_pc。由此看出：通過在A、B相之間跨接電容C ，使A相的部分有功電流被轉移到B相。

其優點是，成本低，自身功耗低。缺點是，響應速度慢，轉移有功的同時，向電網注入無功，對于自然功率因數較高的場合，容易出現無功倒送。

實用新型內容

為了克服以上的技術不足，本實用新型提供一種混合型三相負荷不平衡自動調節裝置。

本實用新型提供一種混合型三相負荷不平衡自動調節裝置，其包括用于采集與電網輸出端連接的A、B、C 三相負載端電流信號的電流互感器、靜止無功發生器、若干相間電容器以及電容控制器，所述電容控制器與靜止無功發生器分別與電流互感器連接，且所述電容控制器與若干相間電容器控制連接，所述相間電容器的補償電容采用跨相線連接，且所述補償電容為3個，且各個補償電容與相線之間串聯控制開關，所述控制開關與電容控制器控制連接。

所述電流互感器為3個，分別與A、B、C相連接，且所述靜止無功發生器和電容控制器分別與電流互感器連接。

所述靜止無功發生器包括控制單元、用于驅動IGBT 導通/截止的IGBT 驅動電路以及IGBT逆變電路，所述控制單元與所述電流互感器連接。

在所述靜止無功發生器的接入的A、B、C相分別串聯電感。

在所述靜止無功發生器的接入的A、B、C相串聯主控開關。

任意一個所述相間電容器的接入端設有主開關。

所述補償電容跨接在任意兩相之間。