专利名称：一种低压电力负荷智能分配主机的制作方法
技术领域：
—种低压电力负荷智能分配主机技术领域[0001]本实用新型涉及一种低压电力负荷智能分配主机，属电力电力系统配电节电技术领域。
背景技术：
[0002]低压电力负荷，通常是指交流380V系统所带的负荷，占我国电力负荷用量的绝大部分。交流380V系统通常由三相四线组成，即A相、B相、C相、N相(零线)，其接带的负荷几乎包括了现代家电的所有种类和工厂用电、农业灌溉。[0003]对于三相电机负荷而言，正常运行时，三相是处于平衡状态的。对居民用电来说， 其负荷几乎都是单相的。由于居民负荷通常是用电缆从变压器弓I出，安装工人安装时，很难知道进入居民用户的相别，更不知道哪一家负荷的性质和大小。或者说，即使是知道某家负荷的大小，但由于用电的季节性和时段性，都会造成某相的负荷大小不可预测，也即非常容易造成三相负荷不平衡。可以说低压电力系统三相负荷绝对平衡是理想状态，不平衡是常态。[0004]三相负荷不平衡，给电力系统带来的危害是十分严重的。第一大危害是三相负荷不平衡造成线路损耗增大，线损增大的数值与电流成平方成正比。在平衡状态，线路损耗 」P=I2R,且」Pa =」Pb=」Pc,三相总线损Σ」P=3 I2R ;当系统处于不平衡状态时，假设 A相负荷为零，B、C两相平均分担了 A相的电流，则」Pa=O,」Pb= (1. 5I)2R=2. 251 ,」Pc = (1. 5I)2R=2. 251 Σ」Ρ=4. 5 I2R,线损增加了 50%。不难算出，若三相的负荷由一相接带，此时的Σ」P= (3I)2R=9I2R,线损是平衡状态时线损的3倍。[0005]三相负荷不平衡，给电力系统带来的第二大危害是变压器产生附加铁损。Y/Yo接线的配网变压器多采用三铁心柱结构，当发生三相负荷不平衡或者出现接地故障时，其一次侧无零序电流存在，二次侧有零序电流存在，因此二次侧的零序电流完全是励磁电流，产生的零序磁通不能在铁心中闭合，需通过油箱壁闭合，从而在铁箱等附件中发热产生铁损。[0006]三相负荷不平衡，给电力系统带来的第三大危害是产生附加铜损，附加铜损增加会导致变压器发热，降低变压器的运行效率。[0007]三相负荷不平衡，给电力系统带来的第四大危害是产生电压偏移。[0008]因此，发明一种电力负荷智能分配系统非常有必要，它将实时监视系统三相负荷状态，采集本系统下属的各电力负荷智能分配终端(分机)的负荷，决策下一步应如何重新分配负荷，使三相负荷在任何时候都基本上保持在平衡状态。它不仅是一种提高变压器运行效率与寿命的产品，更是一种节能产品。发明内容[0009]本实用新型的目的是，为了解决低压电力负荷存在的不平衡问题，能实现动态调整各相负荷的大小，使系统始终保持在基本平衡状态，提高变压器运行效率，降低线路损耗，本发明提出并公开一种低压电力负荷智能分配系统。[0010]本实用新型的技术方案是，本实用新型低压电力负荷智能分配主机由前端变换及切换电路、CPU及RS485接口电路、液晶显示电路、三相通信模块电路组成。前端变换及切换电路包括三个电压互感器(PT)、三个电流互感器(CT)和双4选I多路开关Ul和多路开关U2 ;三个电压互感器(PT)的一次绕组接入配电变压器低压侧的三相上，二次绕组将配电输出端电压转换成电压小信号接入主机电路至CPU ；三个电流互感器(CT )将配电输出总电流转换成电流小信号接入主机电路至CPU ;三相通信模块接CPU，三相通信模块通过通过电网与分机通 目1旲块相连;CPU连接液晶显不电路和多路开关Ul和多路开关U2。[0011]本实用新型的有益效果是，本实用新型电力负荷智能分配系统主机与分机构成的电力负荷智能分配系统实时监视系统三相负荷状态，采集本系统下属的各电力负荷智能分配终端(分机)的负荷，决策下一步应如何重新分配负荷，使三相负荷在任何时候都基本上保持在平衡状态。从而解决电力负荷终端电流不平衡的问题，在不增加发电能力的情况下实现节能。[0012]本实用新型适用于配电变压器低压电力负荷的智能分配。
[0013]图1为本实用新型用于低压电力负荷智能分配系统的示意图；[0014]图2为本实用新型主机前端变换及切换电路；[0015]图3为本实用新型主机CPU电路和RS-485接口电路；[0016]图4为本实用新型主机液晶模块电路；[0017]图5为本实用新型主机三相通信模块电路；图6为本实用新型主机三相通信切换电路；[0019]图中符号表示CT1、CT2、CT3是各相的电流互感器；PT1、PT3、PT3是各相的电压互感器；U1、U2、U3是双4选I多路开关；U4是液晶模块；U5是RS-485接口芯片；U6是CPU 微处理器；PXX1、PXX2、PXX3、PXX4是输出引脚。
具体实施方式
[0020]本实用新型的具体实施方式
如图f图6所示。[0021]本实施例低压电力负荷智能分配主机，由三个电流互感器(CT1-CT3)、三个电压互感器(PT1-PT3)、CPU及RS-485接口电路、液晶显示电路、三相通信模块电路组成。[0022]低压电力负荷智能分配主机中的电流互感器(CT1-CT3)，用于将大(配变输出总电流)电流转换成小信号的元件，其输出电流信号接CPU ;电压互感器(PT1-PT3)，用于将高电压(配变输出端电压)转换成小信号的元件，其一次绕组接配电变压器低压端，二次绕组输出的电压信号接CPU。[0023]液晶(U4)是用于显示各种信息的元件，接CPU。[0024]CPU(U6)，用于采集并进行各种计算、存储、与分机通信、发布命令的元件，它接受电压互感器和电流互感器输入的各相小信号电流和电压；接受三相通信模块发来的信号； 发出指令并通过通信模块将信号发送到终端分机。[0025]三相通信模块，可以按相与各电力负荷智能分配终端(分机)通信的模块。[0026]多路开关U1、多路开关U2和多路开关U3是双4选I多路开关，多路并关U5是RS-485接口芯片。[0027]低压电力负荷智能分配主机的前端变换及切换电路由电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压互感器PT3，电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3，电阻R1、电阻 R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，多路开关U1、多路开关U2所组成；配电变压器低压端电压UA、UB、UC通过电阻R1、电阻R2、电阻R3分别接电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压互感器PT3的一次侧，电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压互感器PT3的二次侧接多路开关U2 ;电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3的二次侧分别并联电阻R4、电阻 R5、电阻R6接至多路开关U2 ;多路开关Ul和多路开关U2的9、10脚通过输出引脚PXX1、输出引脚PXX2接CPU (U6)。[0028]从配变输出的三相总电流流分别经DCTA、DCTB、DCTC，在副边产生0-5A的电流。该电流经CZ1、CZ2、CZ3进入主机的电流互感器CTl、电流互感器CT2、电流互感器CT3进行二次变换，在电阻R4、电阻R5、电阻R6上变成某个适合CPU (U6)采集的电压(见图2 )。[0029]从配变输出的三相电压经024、025、026、027经电阻1 1、电阻1 2、电阻R3限流后进入主机，主机的电压互感器PTl、电压互感器PT2、电压互感器PT3变换成某个适合CPU (U6) 采集的电压。[0030]在CPU (U6)的控制下，输出引脚PXX1、输出引脚PXX2产生3种“O”与“I”的组合，分时接通电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3的输出信号到多路开关Ul， 并从多路开关Ul的13、3脚引入到CPU (U6)的I1P、I1N。同时，分时接通电压互感器PT1、 电压互感器PT2、电压互感器PT3的输出信号到多路开关U2，并从多路开关U2的13、3脚引入到 CPU (U6)的 UP、UN。[0031]CPU (U6)通过分时接通3相电压、电流到UP、UN, IIP、I1N，按上述原理实时计算本配变输出总电流的大 小和不平衡度，并在液晶屏U4上显示。[0032]当三相电流的不平衡度超过合格范围时，CPU (U6)立即启动采集下属各电力负荷智能分配终端(分机)中电流的程序。CPU (U6)按一定的通信规约打包需要发送的数据，并置输出引脚PXX3、输出引脚PXX4为某个值。如要向A相发送数据，CPU (U6)通过置输出引脚PXX3、输出引脚PXX4为某个值，使SIGA与SIGOUT接通，即:使多路开关U3的12、13接通，发送的数据经CPU(U6)的19脚一U3的12-13脚一三相通信模块的SIGA — A相电压线。 所有接在A相的电力负荷智能分配终端(分机)都能接收到命令，但只有地址与当前命令相符的终端(分机)才会返回数据。[0033]数据接收的流程是(以A相为例)A相电压线一三相通信模块的SIGA-三相通信模块 SIGIN— CPU (U6)的 97 脚。[0034]每条命令都带有相序标志，以便终端(分机)能确定三相输入电压线的相对相序并与主机保持一致。[0035]向其它相发送命令的过程与上述基本相同。
权利要求1.一种低压电力负荷智能分配主机，其特征在于，所述主机由前端变换及切换电路、 CPU及RS485接口电路、液晶显示电路、三相通信模块电路组成；前端变换及切换电路包括三个电压互感器、三个电流互感器和双4选I多路开关Ul和多路开关U2 ;三个电压互感器的一次绕组接入配电变压器低压侧的三相上，二次绕组将配电输出端电压转换成电压小信号接入主机电路至CPU ;三个电流互感器将配电输出总电流转换成电流小信号接入主机电路至CPU ;三相通信模块接CPU，三相通信模块通过电网与分机通信模块相连；CPU连接液晶显示电路和多路开关Ul和多路开关U2。
2.根据权利要求1所述的一种低压电力负荷智能分配主机，其特征在于，所述前端变换及切换电路由电压互感器PTl、电压互感器PT2、电压互感器PT3，电流互感器CTl、电流互感器CT2、电流互感器CT3，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6，多路开关Ul、多路开关U2所组成；配电变压器低压端电压UA、电压UB、电压UC通过电阻R1、电阻 R2、电阻R3分别接电压互感器PTl、电压互感器PT2、电压互感器PT3的一次侧，电压互感器 PTl、电压互感器PT2、电压互感器PT3的二次侧接多路开关U2 ;电流互感器CTl、电流互感器CT2、电流互感器CT3的二次侧分别并联电阻R4、电阻R5、电阻R6接至多路开关Ul ;多路开关Ul和多路开关U2的9、10脚通过输出引脚PXXl、输出引脚PXX2接CPU。
专利摘要一种低压电力负荷智能分配主机，所述主机由前端变换及切换电路、CPU及RS485接口电路、液晶显示电路、三相通信模块电路组成。前端变换及切换电路的三个电压互感器(PT)和三个电流互感器(CT)将配电电压、输出总电流转换成小信号接入主机电路至CPU；三相通信模块接CPU，三相通信模块通过电网各相与分机通信模块相连；CPU连接液晶显示电路和多路开关U1和多路开关U2。本实用新型电力负荷智能分配系统主机与分机构成的电力负荷智能分配系统实时监视系统三相负荷状态，采集各电力负荷智能分配终端的负荷并重新分配负荷，使三相负荷保持在平衡状态。本实用新型适用于配电变压器低压电力负荷的智能分配。
文档编号H02J13/00GK202840682SQ20122032953
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘望舒 申请人:刘望舒