[发明专利]无需换相解决配网三相不平衡的装置与方法

说明书

本发明公开了无需换相解决配网三相不平衡的装置，包括配网母线电流检测单元、多个母线选择控制单元和多个用户侧检测单元，配网母线电流检测单元包括第一控制器和与其连接的第一电流互感器；母线选择控制单元包括连接的单刀三掷开关和第三控制器，用户侧检测单元包括第二控制器和分别与其连接的空气开关、第二电流互感器；第一电流互感器分别设置于配网母线A相、B相、C相上；空气开关、第二电流互感器设置于单相用电配电支路用户侧；单刀三掷开关用于连接单相用电配电支路和配网母线A相或B相或C相。本发明还公开了一种解决配网三相不平衡的方法。本发明公开的装置与方法，可实现配网三相供电平衡，能够提高供电质量。

技术领域

本发明属于电力系统配电领域，具体涉及无需换相解决配网三相不平衡的方法与装置。

背景技术

电力系统的低压配网中，三相电压量大小相等，并按照顺序排序。三相彼此之间构成2π/3角，这种情况被称为三相平衡；反之，则被称为三相不平衡系统。配网电力用户众多且分散，加之负荷特征复杂、用电同时率低等因素，导致配网存在大量时空分布不平衡的单相负荷，进而导致多数配电台区存在不同程度的三相负荷不平衡问题。三相负荷不平衡会导致线路中性点电位出现偏移，造成线路压降和功率损失，影响线路的供电效率；特别地，对于重负荷相的单相用户，容易出现电压偏低、电器无法正常使用的现象，严重影响用户的生产生活。

中国期刊《工业控制计算机》2019年32期刊登的论文“低压配网三相负荷不平衡优化算法”利用遗传算法进行迭代寻优，形成各负载用户的最佳接入相序，得到兼具科学性、有效性和经济性的三相负荷换相方案。公开号为CN105591396B的中国专利“低压配电线路的配电变压器的三相不平衡保护方法及装置”公开了一种低压配电线路的配电变压器的三相不平衡保护方法及装置，根据三相不平衡度的大小，对低压配电线路的三相负荷，选择相应的风险预警级别进行处理，能显著降低三相电流的不平衡度。公开号为CN109510218A的中国专利“一种三相负荷不平衡调节系统”公开了一种三相负荷不平衡调节系统，根据电源侧和负载侧的电压电流值控制静止同步补偿器的工作，从而使低压配电网系统的三相负荷达到平衡。中国期刊《工业控制计算机》2019年32期刊登的另一篇论文“配网三相负荷不平衡的优化调度治理技术研究”提出基于采用换相开关型三相负荷自动调节装置治理三相负荷不平衡的方法，为配网模型设计了负荷实时调度策略，并着重研究了优化算法的目标函数，使换相开关单元以较少的换相次数降低三相负荷不平衡度和线损。这些方案都能够一定程度上解决配网三相不平衡问题，然而都需要换相、存在切负荷操作，对用户侧供电质量有所影响，即无法完全避免换相。

发明内容

本发明的技术问题是现有的解决三相负荷不平衡的方法都需要换相，存在切负荷操作，对用户侧供电质量有所影响，即无法完全避免换相。

本发明的目的是解决上述问题，提供无需换相解决配网三相不平衡的方法与装置，不在带负荷状态下换相，实现配网三相供电平衡。

本发明的技术方案是无需换相解决配网三相不平衡的装置，包括配网母线电流检测单元、多个母线选择控制单元和多个用户侧检测单元，配网母线电流检测单元包括第一控制器和与其连接的第一电流互感器；母线选择控制单元包括连接的单刀三掷开关和第三控制器，用户侧检测单元包括第二控制器和分别与其连接的空气开关、第二电流互感器，第一控制器、第二控制器分别与第三控制器连接；第一电流互感器分别设置于配网母线A相、B相、C相上；空气开关、第二电流互感器设置于单相用电配电支路用户侧上；单刀三掷开关用于连接单相用电配电支路和配网母线A相或B相或C相。

配网母线电流检测单元还包括第一无线通讯模块，母线选择控制单元还包括第三无线通讯模块，用户侧检测单元还包括第二无线通讯模块，第一控制器经第一无线通讯模块、第三无线通讯模块与第三控制器连接，第二控制器经第二无线通讯模块、第三无线通讯模块与第三控制器连接，第一无线通讯模块、第二无线通讯模块分别经无线网络与第三无线通讯模块连接。