专利名称：可避免相间短路的三相线路相线切换方法及换相开关装置的制作方法
技术领域：
本发明属于变配电装置领域，尤其涉及一种用于可使三相供电线路相间负荷均衡分配的方法及其装置。
背景技术：
作为一个整体的供电系统，在其三相供电线路中，各相线间负荷的均衡分配是十分有必要的，这不仅涉及到三相供电线路的相线电流均衡问题，还涉及到减少线路损耗、电网的经济运行及安全等诸多方面的问题。由于供电系统三相负荷的不平衡，某一相负荷偏大，使线路损耗增加。同时，这一相线路在大负荷下工作，既会影响变压器的运行安全，又降低了变压器的供电能力。故此，三相供电线路中相线负荷的均衡分配，对整个配电网的经济、安全运行，以及保证配电设备的可靠性，均是十分关键的。公告日为2011年05月18日，公告号为CN201839007U的中国实用新型专利，公开了一种“遥控相位自动切换开关”，其在切换开关中设置三个相互独立且带有互锁装置的单相开关；各单相开关电源输入端与三相线路三根相线对应连接，各单相开关的输出端并联； 在其下端设置一个电流互感器；在切换开关上设置电子模块；负荷电流互感器的输出端与电子模块的监测信号输入端连接；电子模块的控制信号输出端与三个单相开关分/合闸控制电路或模块的控制端依次对应连接；电子模块的监测信号输出端和控制信号输入端，经无线网络或载波线路与集中控制中心连接。其除了具有漏电保护和过电流保护功能之外， 还能在供电线路的三相电源之间遥控切换某一单相负荷线路所在的相序，有利于实现各相间负荷的均衡分配。上述技术方案可顺利实现某一单相负荷在三相供电线路的各相线之间的切换，也解决了线路负荷调整的自动化问题，有助于自动实现各相间负荷的均衡分配，便于远程操作。但是，在该技术方案中，三个单相开关的电源输入端分别与三相电源的三根相线对应连接，三个单相开关的输出端并联，与负荷侧电源输入线对应连接。这种电路连接方式和电路控制模式，仍然不能从根本上避免两个相线同时接通的状况，一旦开关出现故障，导致两个相线同时接通发生短路时，便会造成供电事故，因此其安全可靠性仍有待于进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可避免相间短路的三相线路相线切换方法及换相开关装置，其采用“多选一”的旋转切换方式，且在切换过程中断开其与负荷端的连接，整个切换过程安全可靠，彻底避免了换相开关装置出现故障时发生两个相线短路的情况。本发明的技术方案是提供一种可避免相间短路的三相线路相线切换方法，包括根据线路负荷电流的变化情况，控制换相开关的切换，将负荷切换到其他相线上，实现三相线路间负荷的自动调整，其特征是A、在换相开关装置的壳体内，设置一个电动相线切换开关和一个自复位单相开关；B、其所述电动相线切换开关的输入端，与三相电源的相线分别对应连接；所述电动相线切换开关的输出端，经过自复位单相开关，构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端；C、当需要进行负荷切换时，在接到集中控制中心的换相指令后，所述的换相开关装置首先控制自复位单相开关断开，断开换相开关装置的对外供电；D、所述的换相开关装置通过“三选一”的切换方式，通过电动相线切换开关动触头的转动/移动，遥控进行三相电源相线的切换，使得单相电源相线输入端所在的相序，切换到指定的相线上；E、待电动相线切换开关的动触头移动到位，三相电源相线的切换工作结束；F、换相开关装置控制自复位单相开关的闭合，恢复换相开关装置的对外供电。具体的，所述的电动相线切换开关为“三选一”式电动旋转切换开关，所述电动相线切换开关的三个静触头输入端，与三相电源的三根相线分别对应连接；电动相线切换开关的动触点输出端，经自复位单相开关构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端。进一步的，在所述自复位单相开关的相线输出端，设置有电流互感器，以进行相应的负荷监测。本发明还提供了一种可避免相间短路的三相线路相线切换装置，包括带有三相四线的主电源输入端和单相的主电源输出端的换相开关壳体，其特征是在换相开关的壳体中设置一个相线切换开关和一个自复位单相开关，相线切换开关的电源输入端分别与三相电源的三根相线对应连接；相线切换开关的输出端与自复位单相开关的电源相线输入线对应连接；单相开关的电源相线输出端设置一个用于监测负荷电流的电流互感器；在换相开关壳体内或换相开关壳体上，设置包括自复位单相开关“断开” / “接通” 及切换开关电机的“通电” / “断电”操作命令发生功能电路和无线网络或载波信号远传/ 接收功能模块电路的电子模块；所述电子模块的控制信号输出端，与自复位单相开关“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”控制电路模块的控制端依次对应连接；电子模块的监测信号输出端和控制信号输入端，经无线网络或载波线路与集中控制中心连接。具体的，所述的相线切换开关是电动式旋转切换开关。进一步的，所述的电子模块包括单片机或工控机模块电路。所述的电子模块包括电流、电压、漏电监测与保护功能电路。与现有技术比较，本发明的优点是1.采用“三选一”的旋转切换方式，在任何情况下只能接通一根相线，可彻底避免换相开关出现故障时发生两个相线短路的情况；及采用“先断开电源输出，再进行输入端三相电源相线间切换”的切换方式，可避免切换时动、静触头接触过程中打火的现象，从而更加提高了供电运行的安全性；2.能够根据线路负荷电流的变化，再结合数据远传和遥控技术，遥控单相开关断开及切换开关将负荷切换到其他相线上，解决了线路负荷调整的自动化问题，并使线路负荷的调整实现及时性与准确性，同时还可对电流、电压和漏电进行监测和保护；3.整个换相装置结构简单，动作可靠，经济实用，便于远程操作，有助于自动实现各相间负荷的均衡分配。
图1是本发明的切换方法步骤方框图；图2是本发明装置的电路模块结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。图1中，本发明提供了一种可避免相间短路的三相线路相线切换方法，包括根据线路负荷电流的变化情况，控制切换开关的切换，将负荷切换到其他相线上，实现三相线路间负荷的自动调整，其方法的操作步骤包括A、在换相开关装置的壳体内，设置一个电动相线切换开关和一个自复位单相开关；B、其所述电动相线切换开关的输入端，与三相电源的相线分别对应连接；所述电动相线切换开关的输出端，经过自复位单相开关，构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端；C、当需要进行负荷切换时，在接到集中控制中心的换相指令后，所述的换相开关装置首先控制自复位单相开关断开，断开换相开关装置的对外供电；D、所述的换相开关装置通过“三选一”的切换方式，通过电动相线切换开关动触头的转动/移动，遥控进行三相电源相线的切换，使得单相电源相线输入端所在的相序，切换到指定的相线上；E、待电动相线切换开关的动触头移动到位，三相电源相线的切换工作结束；F、换相开关装置控制自复位单相开关的闭合，恢复换相开关装置的对外供电。由图可知，所述的电动相线切换开关为“三选一”式电动旋转切换开关，所述电动相线切换开关的三个静触头输入端，与三相电源的三根相线分别对应连接；电动相线切换开关的动触头输出端，经自复位单相开关构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端。进一步的，在所述自复位单相开关的相线输出端，设置有电流互感器，以进行相应的负荷监测。由于本技术方案是在本申请人此前申请并获得授权的公告号为CN201839007U的中国实用新型专利的基础上的进一步改进，其与上一技术方案相同的地方在此不再叙述。由于电动旋转切换开关采用“多选一”(图中以“三选一”为例)的旋转切换方式， 其静触头分别与三相电源的三根相线对应连接，其动触头在电动机的驱动下转动/移动， 依次与各个静触头接触，故而可彻底避免换相开关出现故障时发生两个相线短路的情况， 提高了供电运行的安全性。
在电动旋转切换开关的输出端串接一个自复位式单相开关，在切换过程中断开负荷端，一方面可以确保整个切换操作中，切换过程是在无负荷状态下的切换，可避免切换时动、静触头接触过程中的打火现象；另一方面亦可进一步保证在切换过程中防止电源端的三相相线之间发生相间短路故障。图2中，在换相开关的壳体1中，设置有一个相线切换开关2和一个自复位单相开关3，切换开关的电源输入端分别与三相电源的三根相线对应连接，构成换相开关的三相电源输入端5。相线切换开关的输出端与自复位单相开关的电源相线输入线对应连接，相线切换开关的电源输出端作为单相开关的电源相线输入端，单相开关的电源相线输出端作为换相开关的电源相线输出端4。在换相开关的电源输出端4上设置有一个用于监测负荷电流的电流互感器L。在换相开关壳体内或换相开关壳体上，设置包括自复位单相开关“断开” / “接通” 及切换开关电机的“通电” / “断电”操作命令发生功能电路和无线网络或载波信号远传/ 接收功能模块电路的电子模块；所述电子模块的控制信号输出端，与自复位单相开关“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”控制电路模块的控制端依次对应连接；电子模块的监测信号输出端和控制信号输入端，经无线网络或载波线路与集中控制中心连接。具体的，所述的相线切换开关是电动式旋转切换开关。在换相开关壳体内或换相开关壳体上，设置有电子模块6;所述的电子模块包括单片机或工控机模块电路。所述的电子模块还包括电流、电压、漏电监测与保护功能电路。由图可知，负荷电流互感器的输出端与电子模块的监测信号输入端连接。电子模块的控制信号输出端与自复位单相开关“分闸，，/ “合闸，，控制端和相线切换开关电机的“接通”与“断开”控制电路模块的控制端分别依次对应连接。电子模块的监测信号输出端和控制信号输入端，经无线网络或载波线路，与集中控制中心连接。上述的换相功能电路确保当换相开关进行换相时，首先对单相开关进行“打开/ 断开”操作，而后再由电动机带动切换开关滑片，切换到指定的相线上，再对单相开关进行 “闭合/接通”操作。单相负荷(图中未示出)与换相开关的电源输出端连接，经过切换开关的滑片与三相电源中的某一根相线连接，从所述三相电源中获得单相电源。电子模块部分采用现有技术即可，无特殊要求，故其具体线路在此不再叙述。本装置工作过程简述电流互感器监测负荷的电流大小，由电子模块中的无线网络或载波线路将负荷电流值远传至集中控制中心，通过计算机/工控机及其监控/控制软件，由集中控制中心发出三相供电线路之间负荷的调节/均衡指令，输出针对单相开关的“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”操作控制信号。其单相开关的“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”操作控制信号，经由无线网络或载波线路传输至电子模块。当无线网络或载波信号远传/接收功能模块电路接收到由集中控制中心电脑平台的负荷相位调整指令后，电子模块中的操作命令模块电路，输出单相开关的“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”操作控制信号，做出相应的切换步骤，实现三相负荷的远动、遥控、实时调整，顺利实现某一单相负荷在三相供电线路的各相线之间的切换， 自动实现各相间负荷的均衡分配。由于本发明技术方案采用了“多选一”的旋转切换方式，且在切换过程中断开其与负荷端的连接，彻底避免了换相开关出现故障时发生两个相线短路的情况，整个切换过程安全可靠，提高了供电运行的安全性。本发明可广泛用于低压供电和电力网运行领域。
权利要求
1.一种可避免相间短路的三相线路相线切换方法，包括根据线路负荷电流的变化情况，控制换相开关的切换，将负荷切换到其他相线上，实现三相线路间负荷的自动调整，其特征是A、在换相开关装置的壳体内，设置一个电动相线切换开关和一个自复位单相开关；B、其所述电动相线切换开关的输入端，与三相电源的相线分别对应连接；所述电动相线切换开关的输出端，经过自复位单相开关，构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端；C、当需要进行负荷切换时，在接到集中控制中心的换相指令后，所述的换相开关装置首先控制自复位单相开关断开，断开换相开关装置的对外供电；D、所述的换相开关装置通过“三选一”的切换方式，通过电动相线切换开关动触头的转动/移动，遥控进行三相电源相线的切换，使得单相电源相线输入端所在的相序，切换到指定的相线上；E、待电动相线切换开关的动触头移动到位，三相电源相线的切换工作结束；F、换相开关装置控制自复位单相开关的闭合，恢复换相开关装置的对外供电。
2.按照权利要求1所述的可避免相间短路的三相线路相线切换方法，其特征是所述的电动相线切换开关为“三选一”式电动旋转切换开关，所述电动相线切换开关的三个静触头输入端，与三相电源的三根相线分别对应连接；电动相线切换开关的动触点输出端，经自复位单相开关构成整个换相开关装置的单相电源相线输出端。
3.按照权利要求1所述的可避免相间短路的三相线路相线切换方法，其特征是在所述自复位单相开关的相线输出端，设置有电流互感器，以进行相应的负荷监测。
4.一种按照权利要求1所述方法工作的可避免相间短路的三相线路相线切换装置，包括带有三相四线的主电源输入端和单相的主电源输出端的换相开关壳体，其特征是在换相开关的壳体中设置一个相线切换开关和一个自复位单相开关，相线切换开关的电源输入端分别与三相电源的三根相线对应连接；相线切换开关的输出端与自复位单相开关的电源相线输入线对应连接；单相开关的电源相线输出端设置一个用于监测负荷电流的电流互感器；在换相开关壳体内或换相开关壳体上，设置包括自复位单相开关“断开”/ “接通”及切换开关电机的“通电” / “断电”操作命令发生功能电路和无线网络或载波信号远传/接收功能模块电路的电子模块；所述电子模块的控制信号输出端，与自复位单相开关“断开”或“接通”及切换开关电机的“通电”或“断电”控制电路模块的控制端依次对应连接；电子模块的监测信号输出端和控制信号输入端，经无线网络或载波线路与集中控制中心连接。
5.按照权利要求4所述的可避免相间短路的三相线路相线切换装置，其特征是所述的相线切换开关是电动式旋转切换开关。
6.按照权利要求4所述的可避免相间短路的三相线路相线切换装置，其特征是所述的电子模块包括单片机或工控机模块电路。
7.按照权利要求4所述的可避免相间短路的三相线路相线切换装置，其特征是所述的电子模块包括电流、电压、漏电监测与保护功能电路。
全文摘要
一种可避免相间短路的三相线路相线切换方法及换相开关装置，属于变配电装置领域。其在换相开关的壳体中设置一个相线切换开关和一个自复位单相开关，当需要进行负荷切换时，首先控制自复位单相开关断开，切断换相开关装置的对外供电，然后转动电动旋转切换开关的动触头，采用“三选一”的旋转切换方式，使得单相电源相线输入端所在的相序切换到指定的相线上；最后控制自复位单相开关闭合，恢复换相开关装置的对外供电。由于其采用了“多选一”的旋转切换方式，且在切换过程中断开其与负荷端的连接，彻底避免了换相开关出现故障时发生两个相线短路的情况，整个切换过程安全可靠，提高了供电运行的安全性。可广泛用于低压供电和电力网运行领域。
文档编号H02J3/26GK102522760SQ20111039612
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月3日 优先权日2011年12月3日
发明者于晓牧, 冯兵, 刘博 , 周栋, 柴传烈, 王清 申请人:山东卓尔电气有限公司