[发明专利]一种换相开关式三相负荷不平衡治理装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能配电技术领域，特别是涉及一种换相开关式三相负荷不平衡治理装置。

背景技术

近年来，我国配电网建设投入不断加大，配电网发展取得显著成效，但用电水平相对国际先进水平仍有差距，城乡区域发展不平衡，供电质量有待改善。建设城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好的配电网络设施和服务体系一举多得，既能够保障民生、拉动投资，又能够带动相关制造业水平提升，为推进“互联网+”智慧能源战略提供有力支撑，对于稳增长、促改革、调结构、惠民生具有重要意义。

配电网处于电力系统的末端，传输距离长，降压层次多，点多面广，运行状态受运行方式和负荷变化的影响较大，这些状况导致配电网在一定区域和时段处于非经济运行状态，需要对电压和无功等指标进行协调控制。在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。

针对三相负荷不平衡，目前主要的解决方案有前期配电网建设时针对将单相负荷均匀的分配到三相负荷上，在实际运行中查看负荷平衡情况，再进行手动调整，但是这种方式不经济，并且影响供电连续性。

目前，三相负荷不平衡治理设备各方面技术还未成熟，在国外的中低配电网中，也较少采用三相负荷不平衡治理设备。部分三相不平衡地区一般采用手动或自动投切的电容器组进行补偿。但是,即使是最先进的晶闸管分相投切电容组,只能解决功率因数的补偿问题,也不能有效的平衡三相负荷。

近年来出现了一种新的电力电子式三相不平衡治理装置，其以IGBT(绝缘栅双极晶体管)开关为核心的无功功率补偿单元，采用先进的PWM脉宽调制技术，实现电能变换的一种全数字化电力电子装置。一般采用三相四线制，能够针对波动负载进行快速有效的动态无功补偿，对电压波动与闪变、负荷不平衡、功率因数、谐波进行补偿，在有效改善电能质量。但其存在自身损耗高、噪音及谐波污染等弊端。

目前主流的换相开关式三相负荷不平衡治理装置主要采用图1所示的方案。

本方案一共三个接触器，三个双向晶闸管，每相串联快速熔断器。双向晶闸管并联接触器，利用了复合开关原理，可以使得接触器投切时无弧无电压，换相时间快。但该方案在实施中双向晶闸管长期在线路中工作，如果有雷电冲击或其它干扰进入装置可能造成晶闸管误导通，存在相间短路的可能性。并且接触器线圈需要长期带电闭合，耗能大、老化快。并且一旦控制电路掉电，接触器断开，影响供电连续性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种换相开关式三相负荷不平衡治理装置。该换相开关式三相负荷不平衡治理装置能够避免在负荷投切瞬间产生的较大涌流,避免晶闸管长期运行的损耗，并且不停电进行换相。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种换相开关式三相负荷不平衡治理装置，其特征在于：至少包括：

控制部件和执行机构；其中：

所述执行机构包括至少一个换相开关；

所述控制部件包括至少一个主控制器；

用于检测分支电网上电流信息的电流传感器；所述电流传感器的信号输出端子与主控制器的输入端子电连接；

所述主控制器连接于三相电网；每个主控制器可通过有线通信或无线通信与至少一个换相开关连接，换相开关与负载电连接；

每个主控制器检测三相不平衡电流、该主控制器控制的换相开关的故障信息、当前相位、当前负载电流；通过对换相开关不同换相组合进行排列，取得最优换相方案，下发换相命令。

进一步：每个换相包括两个单刀双执的磁保持继电器及一个单刀单执的磁保持继电器；所述两个单刀双执的磁保持继电器为第一磁保持继电器、第二磁保持继电器；所述一个单刀单执的磁保持继电器为第三磁保持继电器；所述分支电网的A相接线端子和B相接线端子分别与第一磁保持继电器的两个输入端子电连接；所述第一磁保持继电器的输出端子和分支电网的C相接线端子分别与第二磁保持继电器的两个输入端子电连接；所述第二磁保持继电器的输出端子依次通过第三磁保持继电器、电流传感器与控制器的模拟量输入端子电连接；所述第三磁保持继电器的两端并联有晶闸管。

进一步：所述控制器和换向开关之间通过GPRS移动通信、电力载波通信、无线通信，有线485通信中的一种。

本发明具有的优点和积极效果是：