换相开关型三相负荷自动调节装置的制作方法

文档序号:14187158阅读:347来源:国知局

本发明属于电力系统领域,涉及一种换相开关型三相负荷自动调节装置。



背景技术:

随着人们生活的提高,人们对电器的需求在持续增长,从而导致用电负荷持续增加,但是民用电是220vac的单相电;我们知道从10kv或更高的电压经过隔离变压器变换成380vac动力三相电,而220vac民用电是由一条动力线和零线组成,这就存在一个天然的架构缺陷,当每一条动力线的功率不相等的时候,就会引起变压器输出不平衡,从而导致增加线路的电能损耗,增加配电变压器的电能损耗,配变出力减少,配变产生零序电流,电动机效率降低,严重的将影响用电设备的安全运行。而这个功率输出不平衡的问题不是固定的,而是具有随机变化的特点,这就为他的治理带来极大的困难。

现有电力切换开关:

1.现有电力分配开关,采用主从分配式控制模式,当主机故障时所以的从控制开关都将失效,同时还有控制开关误动作可能,从而引起电网的安全故障。

2.切换时间长,现在的电力开关切换时间都大于20ms,会引起用电设备的复位等。



技术实现要素:

本发明针对上述的问题,提供了一种换相开关型三相负荷自动调节装置

为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为,

一种换相开关型三相负荷自动调节装置,包括开关壳体,所述开关壳体内部设置有控制板,所述控制板上设置有与三相线连接设置的三相负荷自动调节系统;所述三相负荷自动调节系统包括:

mcu,主要用于整个调节系统的智能化控制,即负责处理收集的所有信息并发出控制指令;

可控开关组,设置在三相线上,用于控制三相线的通断;

检测模块,主要用于检测可控开关组前后的电流和电压;

电力载波发生模块,用于寻找电力网络中的开关模块;

信号传输模块,主要用于传输信号,实现该调节系统的正常工作;

指示模块,主要用于指示开关的工作状态及网络状态;

所述开关壳体内部还设置有用于给三相负荷自动调节系统提供电能的供电电源。

作为优选,所述三相负荷自动调节系统还包括用于远程控制三相负荷自动调节系统的手机控制模块。

作为优选,所述信号传输模块为gprs模块、wifi模块和蓝牙模块中的至少一种。

作为优选,所述开关壳体的上部设置有用于与信号传输模块连接的通讯接口。

作为优选,所述开关壳体的前部设置有端子排,所述端子排包括输出端子接口和输入端子接口。

作为优选,所述两个三相负荷自动调节系统之间通过神经元网络组网的方式实现相互控制。

与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于,

1、采用神经元网络结构和模糊算法,从系统架构上解决了开关的安全可靠性问题,它大大提高了开关的可靠性;

2、采用系统误差修正补偿法开关的动作的延时,从而大大缩短开关切换时间,从而大大保证用户的用电安全和减少对电网的冲击;

3、采用主动竞争机制和主动退网机制,确保模块的故障不会影响其它模块开关的正在工作,从而进一步提升系统安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为开关壳体的立体结构示意图;

图2为一种换相开关型三相负荷自动调节装置的工作原理示意图;

图3为神经元网络组网的原理示意图;

图4为供电电源的电路图;

图5为电流采样的电路图;

图6为电压采样的电路图;

图7为gprs通讯模块的电路图;

图8为wifi模块的电路图;

图9为电力载波模块的电路图;

图10为蓝牙模块的电路图;

图11为继电器开关的电路图;

图12为mcu的电路图;

图13为指示部分的电路图;

以上各图中,1、开关壳体;2、端子排;3、指示灯和按钮。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1,如图1、图2所示,本发明提供了一种换相开关型三相负荷自动调节装置,该装置融合简单、智能、高效于一身,该装置包括开关壳体,对于该壳体的材料的选用主要是针对外部的环境,发明人并没给出具体的要求,在壳体的内部设置了控制板,从图2中可以看出,其开关壳体的内部设置了与控制板相对应的卡位补位,控制板上设置了与三相线连接设置的三相负荷自动调节系统;下面具体说一下其三相负荷自动调节系统的具体组成以及各模块的作用。

三相负荷自动调节系统包括:

mcu,主要用于整个调节系统的智能化控制,即负责处理收集的所有信息并发出控制指令;

可控开关组,设置在三相线上,用于控制三相线的通断;

检测模块,主要用于检测可控开关组前后的电流和电压;

电力载波发生模块,用于寻找电力网络中的开关模块;

信号传输模块,主要用于传输信号,实现该调节系统的正常工作;

指示模块,主要用于指示开关的工作状态及网络状态。

除此之外,发明人还在开关壳体内部还设置有用于给三相负荷自动调节系统提供电能的供电电源,还包括包括用于远程控制三相负荷自动调节系统的手机控制模块,这里说的手机控制模块主要是手机端的app部分,即可以实时监测该系统的工作情况,信号传输模块则为gprs模块、wifi模块和蓝牙模块中的至少一种。

从图1中可以看出其开关壳体的上部设置有用于与信号传输模块连接的通讯接口,开关壳体的前部设置有端子排,所述端子排包括输出端子接口(图中的n、l)和输入端子接口(图中的a、b、c);除此之外,开关壳体的上部还设置了与指示模块对应的指示灯以及相应的按钮。

两个三相负荷自动调节系统之间通过神经元网络组网的方式实现相互控制。

下面补充说明一下本装置的工作原理以及作用。

如图2所示,即本装置的电路框图:

1.电路有ka,kb,kc继电器开关,电压和电流采用模块,电力载波模块,gprs模块,蓝牙模块,wifi模块,指示模块,内部供电电源,mcu等组成。

2.在开关接入电网时后,上电后,开关将通过电力载波模块开始寻找电力网络中的开关模块,通过竞争机制自动分配每一个开关的地址。

3.在并网成功后,每一个模块会将自己的信息传给其它的模块,同时每一个模块都会得到包括自己在内的所有开关的信息,并根据这些信息计算包括自己在内的所有开关开关状态,同时这些计算出来的结果会和其它模块计算的进行比较,如果所有计算结果一致,则执行一致的开关状态结果,从而防止不确定引起的模块误动作。

4.gprs,蓝牙,wifi,rs-232,多网络连接模式,为用户提供更多连接方式的选择,通过专用app和移动终连接,再将数据传给后台,就能及时方便了解每一个开关的工作状态和电网的运营状态。

5.指示功能模块,负责指示开关的工作状态及网络状态。

6.电压,电流检测模块负责检测输入,输出电压,输出电流。

7.mcu是整个系统的中央控制单元,负责处理收集的所有信息并发出控制指令。

如图3所示,神经元网络组网的示意图:

1.这是一个无主从的神经元网络结构,每一个开关都可以和网络中的其它模块进行通讯。

2.在网络中的模块出现故障时,仅仅是有故障的开关模块退出网络,而不会影响其它的开关的正常工作,从而保证整个网络的安全。

3.采用竞争地址方式组网,便于大规模化工业生产。

如图4所示,供电电源的电路图:

采用干扰最少的工频变压器再稳压的方式,从电源上保证整个电路的纯净,从而充电源上保证整个系统可靠。下面的电路由工频隔离变压器得到隔离15v电压,再整流滤波,稳压得到不同电压等级的电压。

如图5、图6所示,

电流采样:通过2000:1的低频电流互感器隔离取样出电流信号,在经过整流和r4,r54产生和电流对应的输出电流的电压信号,这个信号传给mcu;

电压采样:ac-la,ac-lb,ac-lc,分别是la,lb,lc三相的隔离电压信号,ac-l为输出电压的电压信号。

方案设计—功能说明

由各个模块互相通讯,采用神经元模糊模块算法,精确控制不同开关模块中ka,kb,kc开关,使三相输出功率动态平衡,已达到从根本上解决三相电力线功率的不平衡问题。

采用锁相精确控制,确保开关的绝对可靠安全。

采用神经元网络组网方式,无主从机结构,从结构上避免了在主机故障时导致整个网络的瘫痪;这种结构在服务器或一个模块故障时会根据组网情况自动组网,并自动计算协调控制整个电力网的电力功率的平衡。

具有过流,短路,输入过压,输入欠压保护等完善的保护功能设计。

方案设计—功能说明

多通讯方式设计,(电力载波,wifi,蓝牙,gprs,rs232,)确保通讯的稳定可靠性。

物联网app及后台控制,方便快捷实时监控开关工作状态。

智能控制,自动学习,快速预测电网工作状态,并提前做出预测控制。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

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