[发明专利]三相负荷自动平衡器及其换相装置

说明书

技术领域

 本发明涉及低压配电网用户端三相不平衡的问题，具体是低压配电网用户端三相负荷自动平衡器及其换相装置。

背景技术

在低压配电网中三相负荷与单相负荷共存，并且单相负荷已成为电力负荷的主要方面，由于大量单相负荷具有随机性和不确定性，导致低压配电网三相负荷不平衡的现象普遍存在。三相不平衡导致变压器和线路以及用电设备的电能损耗增加，严重的不平衡会威胁用电安全。

针对三相不平衡危害，目前已有一些解决方案。例如给单相负荷设置换相用的断路器等，但不能保证调整过程中用户持续可靠地供电，并且单相负荷量多面广，就要求平衡装置必须成本低廉，才有实际意义。目前的计算机和通讯技术使我们可以轻松掌握各个负荷的情况，但对三相不平衡的控制还做不到实时自动调整，关键就在于没有适合广泛民用的，不影响正常供电的，可靠的负荷平衡装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低压配电网用户端三相负荷自动平衡器及其换相装置，它在控制模块（单片机系统）的控制下能实现不断电地自动换相。

换相装置是：它是由三个换相电路并联组成，每个换相电路是一对可控硅反并联后、与磁保持继电器并联。每个换相电路接在三相供电电路的对应相线上。控制模块控制换相装置，二者构成三相负荷自动平衡器。

换相过程是：

1，当C相的磁保持继电器处于接通状态时，用户由C相供电。

2，当三相线路出现不平衡需要将其调整为A相供电时，控制模块依次触发C相的两个反并联的可控硅，并断开C相的磁保持继电器，这时C相电流经C相的两个反并联的可控硅继续为用户供电。

3，控制模块经传感器检测到的电压或电流波形，停止触发C相的两个反并联的可控硅，触发A相的两个反并联的可控硅，使C相的两个反并联的可控硅承受反向阳极电压，从而使C相的两个反并联的可控硅强制关断，电流流经A相的两个反并联的可控硅。

4，控制模块控制A相的磁保持继电器闭合，电流经A相的磁保持继电器，A相的两个反并联的可控硅被短路而强迫关断，整个调整过程结束。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：换相措施简洁、可靠，且成本低廉；在换相时不断电。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明的电原理图。

图2是控制模块的电原理图。

具体实施方式

参见图1，换相装置是由A相、B相、C相三个换相电路并联组成，每个换相电路如A相换相电路是一对可控硅KB11、KB12反并联后、与磁保持继电器K1并联，B相换相电路是一对可控硅KB21、KB22反并联后、与磁保持继电器K2并联，C相换相电路是一对可控硅KB31、KB32反并联后、与磁保持继电器K3并联。每个换相电路接在三相供电电路的对应相线上。

参见图2，控制模块控制换相装置，所说的控制是指换相装置上的可控硅和磁保持继电器由控制模块（的输出端）触发，电流或电压传感器的输出端和磁保持继电器的其余触点接到控制模块的输入端，控制模块和换相装置构成三相负荷自动平衡器。换相装置的工作时序受控制模块管控，控制模块通过电流或电压传感器如电流互感器或电压互感器等，检测本用户的电流以及相位，并且能够与周边用户的控制和通讯模块交换数据，根据附近以及整体负荷平衡情况判断是否需要换相，如需换相，则按照预设好的程序发出指令，驱动各个开关（可控硅）的分合状态。

参见图1，当传感器采用电流互感器时，每个相线穿过一个电流互感器如A相线穿过电流互感器L1、B相线穿过电流互感器L2、C相线穿过电流互感器L3，这三个电流互感器星接，三个电流互感器的另一个端（输出端）接到控制模块的输入端。

换相过程是：

1，当C相的磁保持继电器K3处于接通状态时，用户由C相供电。

2，当三相线路出现不平衡需要将其调整为A相供电时，控制模块依次触发C相的两个反并联的可控硅KP31、KP32，并断开C相的磁保持继电器K3，这时C相电流经C相的两个反并联的可控硅KP31、KP32继续为用户供电。

3，控制模块根据电流互感器检测到电流波形，停止触发C相的两个反并联的可控硅KP31、KP32，触发A相的两个反并联的可控硅KP11、KP12，使C相的两个反并联的可控硅承KP31、KP32受反向阳极电压，从而使C相的两个反并联的可控硅KP31、KP32强制关断，电流流经A相的两个反并联的可控硅KP11、KP12。

4，控制模块控制A相的磁保持继电器闭合K1，电流经A相的磁保持继电器，A相的两个反并联的可控硅KP11、KP12因不再触发和被短路而关断，整个调整过程结束。