[發明專利]一種分布式的三相負荷自動平衡裝置

在審

• 申請號: 201910132086.6
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109787257A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張建軍;衛娜;李亞東;趙二剛;俞梅;李春明
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，包括：總控制單元、三相子結點單元和換相電源單元；

所述總控制單元用于配電側區域范圍內三相不平衡度測量，總控制單元連接在低壓總配電側輸出端，包括電壓電流采集電路、通訊單元和顯示單元；所述電壓電流采集電路，包括三相電壓電流信號和零線電壓電流信號采集共八路信號采集，將模擬信號轉換為可以計算的數字信號，連接在所述配電總控制單元電壓輸出側；所述通訊單元負責發送總控制單元的控制指令；所述顯示單元通過配電總控制單元控制顯示當前各項電能質量參數；

所述三相子結點單元用于臺區范圍內的信號采集，低壓總配電側輸出端下接N個三相子結點單元，三相子結點單元的輸出端接四線端接口，下屬的單元取單相電壓；包括子結點控制單元、電壓電流采集電路、通訊單元和信息存儲單元，所述信息存儲單元存儲子結點控制單元下的各相電流電壓信號以及下屬換相電源單元的信息；

所述換相電源單元為所述一種分布式的三相負荷平衡裝置的核心，用于提供換相過程中保證負荷正常工作的替代電源，所述換相電源單元安裝在所述三相子結點控制單元與用戶側之間，所述換相電源接包括一個四線輸入端口和一個兩端的輸出端口；包括控制單元、通信單元、AC-DC整流電路，DC-AC逆變電路，濾波網絡，可調式升壓變壓器以及開關組單元；換相電源在接收到換相指令時進入工作模式，在換相完成和未接收到換相指令時退出工作模式。

2.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，其控制結構包括三層控制單元，第一層控制為總控制單元，負責整個臺區的控制指令；第二層控制為三相子結點控制單元，負責臺區下屬區域的控制指令；第三層控制為單相電用戶側控制單元（換相電源控制單元），負責接收控制指令并執行換相。

3.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，還包括通訊單元，所述通訊單元分別連接在所述臺區總控單元和所述單相電用戶側控制單元，分別負責發送總控單元的控制指令和接收臺區總控單元的指令。

4.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，還包括數據處理單元，所述數據處理單元將所述臺區總控單元和各個三相子結點控制單元采集到的數據進行存儲、計算；當臺區內三相不平衡超過設定值時，數據處理單元經過分析，得出需要換相的結果并生成換相指令。

5.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，所述換相電源單元的各個部分的連接方式為，四線端入口分別接一個開關元件，以此把換相電源接在不同的相上，將三相電壓上開關的另一端連接在一起與零線上開關的一端分別作為升壓變壓器的兩個輸入端；升壓變壓器輸出端接整流電路，整流電路輸出經過電容濾波接逆變電路，所述逆變電路輸出連接LC濾波網絡，輸出端各連接一個開關，將開關的輸出端連接到兩端接線口，連接負載。

6.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，還包括定時單元，電壓電流采集單元由定時單元觸發，在保證數據有效的前提下，進行有間隔的采樣。

7.根據權利要求1所述的一種分布式的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，所述換相電源單元還包括相位信號提取電路，包括三相電壓信號采集，過零比較器，施密特觸發器，用于提取各相電壓的相位信號。

8.根據權利要求1所述的三相負荷自動平衡裝置，其特征在于，所述換相電源單元DC-AC逆變電路包括四個MOS管或其他功率開關管，連接在所述DC-DC整流電路之后。

9.根據權利要求2所述的單相電用戶側控制單元，其特征在于，還包括鎖頻鎖相單元，將所述施密特觸發器整形后的相位信號送入控制器，所述控制器通過改變驅動信號改變逆變電壓的相位。