低压台区变三相负载自动平衡系统的制作方法

本实用新型属于电力配电技术领域，具体涉及一种低压台区变三相负载自动平衡系统。

背景技术：
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随着我国现代工业发展不断加快，电力系统中不平衡非线性负荷也随之增多。通常情况下，电网三相不平衡长时间运行，会严重影响电网电能质量，并且对供电和用电双方都将产生不利影响，如在生产、生活用电中，受三相不平衡的影响，变压器处于不对称运行状态，造成变压器的损耗增大，并且三相负载不平衡还会造成变压器零序电流过大，局部金属性升温增高，甚至会导致变压器烧毁；在用电设备侧，由于电压的不平衡性必然会导致数倍电流不平衡的发生，容易引起用电设备的温度上升、能耗增加等，并最终导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。因此，电力系统中应该尽量避免和解决三相不平衡问题。

在我国电力系统中，由于电力负荷的不均匀分布，台区低电压、三相不平衡问题较为常见，并且已逐渐成为线路管理人员工作中经常遇到的难题。低压电网的三相平衡问题逐渐成为困扰供电单位的主要问题之一。

低压电网大多是经10/0.4kV变压器降压后，以三相四线制的形式向用户供电，是一种三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。在装接单相用户时，为了防止出现负荷三相不平衡问题，供电部门应该将单相负载均衡地分接在A、B、C三相上。但是，在实际工作及运行中，由于线路的标志、接电人员的疏忽、单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等原因，都会造成三相负载的不平衡。

智能电网中，电力系统三相不平衡问题是指三相电源各相的电压或相角大小不相等，属于基波负荷配置问题。三相不平衡问题的产生与用户负荷特性、电力系统的规划、负荷分配等相关。

我国电力系统《电能质量三相电压允许不平衡度》(G B/T15543‐1995)标准明确规定：电力系统公共连接点(PCC点)稳态、正常运行方式下不平衡允许值为2％，暂态不得超过4％。

通常情况下，电力系统如果长时间处在不平衡运行中，则供电系统容易出现如下问题：

1)线路的有功功率或电能损耗增加。三相负荷不平衡时，各相的负荷电流不相等，就在相间产生了不平衡电流，这些不平衡电流除了在相线上引起损耗外，还将在中性线上引起损耗，这就增加了总的线损。

2)配电变压器的电能损耗增加。在配电变压器输出的容量相同的情况下，低压三相负荷电流不平衡比平衡时，变压器的电能损耗大。

3)配电变压器的出力降低。配电变压器容量的设计和制造是以三相负载平衡条件确定的，如果三相负载不平衡，配电变压器的最大出力只能按三相负载中最大一相不超过额定容量为限，负荷轻的相就有富余容量，从而使配电变压器出力降低。

4)配电变压器的运行温度升高，使用寿命缩短。对于三相四线制系统，三相负荷不平衡时，中性线会有电流流过。当中性线电流过大时，零序电流所产生的零序磁通会在油箱壁及钢结构件中通过，引起较大的电能损耗，从而使配电变压器运行温度升高，加快变压器内部绝缘老化。更严重时中性线电流可能会超过允许载流量，中性线被烧断，三相电压相差极大，负载轻的一相上电压过高，甚至达到线电压，容易导致配电变压器故障。

5)中性点发生位移，配电变压器三相电压失衡。三相负载不平衡，中性线有零序电流通过在铁芯中产生零序磁通，但得不到由一次侧磁通的抵消，并重叠在原有正相序的主磁通上。这个零序磁通会在一、二次侧线圈中感应出零序电势，并叠加在各相的端电压上，造成三相电压不对称，使中性点产生位移。三相中负载大的相电压就降低，而负载小的相电压就升高。

基于以上的存在问题，电力系统中通常的改进措施为根据线路实际负荷情况，采取人工定期改线方式对负荷进行调整，但由于用户用电负荷的不同时性，在调整运行一段时间后仍然会出现三相不平衡的问题，很难达到智能电网对负荷瞬时调整的要求。因此，研发一种能够自动、智能式平衡相间负荷的装置，能够实时、快速、有效地解决电力系统中的三相不平衡问题成为必要。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种低压台区变三相负载自动平衡系统，通过采集被监测线路三相电压电流的变化，来实时评估三相负荷线路的不平衡度，根据三相负荷线路的不平衡度来控制三相监测线路的负荷切换，从而达到实时平衡三相负荷的目的。

本实用新型采用的技术方案是：一种低压台区变三相负载自动平衡系统，包括一个智能中控器和若干个智能换相器，智能中控器安装在待平衡线路的始端，而智能换相器安装在三相变单相的支路沿线，智能中控器只负责与安装在支路的智能换相器进行通信，智能换相器作为智能中控器的从机；

所述智能中控器以DSP芯片作为处理器MCU；处理器MCU的输入端分别连接按键输入电路、模拟输入电路和电源电路，而按键输入电路的输入端连接按键或触摸屏，模拟输入电路的输入端连接三相负荷数据采样电路，电源电路供给智能中控器电路的工作电源并具有直流电源输出接口；处理器MCU的输出端连接液晶显示电路，而液晶显示电路的输出端连接显示器；处理器MCU还连接通讯电路并进行数据通信，而通信电路一方面通过G PRS电路与远程监控上位机进行数据通信，通讯电路另一方面通过无线射频器与智能换相器的通讯电路进行数据通信；

所述智能换相器同样采用DSP芯片作为CPU电路，CPU电路的输入端分别连接模拟输入电路和电源电路，模拟输入电路的输入端连接单相线路负荷数据采样电路，电源电路供给智能换相器电路的工作电源并具有直流电源输出接口；CPU电路与换相器通讯电路连接通信，而换相器通讯电路通过无线射频器与智能中控器进行通讯，CPU电路的输出端连接开出电路，开出电路的输出端连接相序切换开关。

一种基于上述低压台区变三相负载自动平衡系统的自动平衡方法，智能中控器安装在被监测待平衡总线路的始端，而各智能换相器分别安装在三相变单相的支路沿线上，智能中控器与各智能换相器进行通信，智能换相器作为智能中控器的从机；智能中控器通过其自身的三相负荷数据采样电路实时采集台区低压侧的三相电流、电压。功率因素、有功功率。无功功率指标数据，与此同时智能换相器通过其自身单相线路负荷数据采样电路实时采集单相支路的电压、电流、负荷及相别信息，智能换相器并将这些单相支路的电压、电流、负荷及相别信息通过通讯电路上传给智能中控器；智能中控器实时监测总线路三相间的不平衡度，当监测到总线路三相间的不平衡度超过设定值时，就会启动平衡逻辑算法，结合各支路负荷电流大小，通过随机抽样方法来优化调平策略，然后通过通讯电路和无线射频器与智能换相器进行通信并下发调节命令，智能换相器接收到通信数据和调节命令后，由智能换相器的开出电路永磁继电器进行换相的切除、投入，实现各支路负荷的平衡。

上述技术方案中，所述的自动平衡方法中平衡逻辑算法和随机抽样方法如下：

设在某一时刻，6个智能换相器分别监测到6条负荷线路电流值及其支路负荷线路相别分组信息表示为：

i₁∈A,i₂∈A,i₃∈B,i₄∈B,i₅∈C,i₆∈C (1)

式中A、B、C分别为总线路三相；

智能中控器此时监测到总线路负荷电流为I_A,I_B,I_C，其平衡度通过如下式子来评估：

式中三相平衡度值可以通过参数整定，智能中控器监测到三相负荷线路实时总电流满足(2)式时，则根据负荷线路电流值启动三相平衡线路优化计算，计算采用随机抽样法，整个实现过程如下：

第一步，智能中控器实时采样三相负荷总线路负荷电流I_A、I_B、I_C；

第二步，智能中控器取三相平衡度整定值，并且计算(2)式是否成立；若成立则执行第三步，不成立则返回第一步；

第三步，智能中控器通过无线射频器和通讯电路召测各支路智能换相器采集的各支路负荷电流和相组别信息，以(1)式形式来表示；

第四步，将单相负荷线路的相组别信息进行归类计算，将属于A、B、C三相支路负荷电流进行相加，并计算其三相平衡误差，并且保存记录计算值和归类信息，通过(3)、(4)、(5)式形式来表示：

式中为误差最小换向值，为误差换向值；

e_min＝(i_A-i_B)²+(i_B-i_C)²+(i_C-i_A)² (5)

式中e_min为误差最小值，e为误差值；

第五步，智能中控器设定抽样次数num的值并对支路负荷电流信息i₁,i₂,i₃,i₄,i₅,i₆进行随机等概率抽样分组：

i₁∈(A、B、C)抽样结果记为：i₁＝(C)

i₂∈(A、B、C)抽样结果记为：i₂＝(B)

i₃∈(A、B、C)抽样结果记为：i₃＝(B)

i₄∈(A、B、C)抽样结果记为：i₄＝(A)

i₅∈(A、B、C)抽样结果记为：i₅＝(B)

i₆∈(A、B、C)抽样结果记为：i₆＝(B)

抽样完成后抽样总次数num减1，并根据抽样的结果，依据(6)式单相负荷线路的相组别信息进行归类计算，依据(8)式记录其计算结果：

e₂＝(i'_A-i'_B)²+(i'_B-i'_C)²+(i'_C-i'_A)² (8)

第六步，比较两次计算结果e_min和e₂进行比较，如果e_min<＝e₂，则返回重新执行第五步，如果e_min>e₂，则用e₂值替换e_min，替换中控器记录e₂抽样结果的相属类别，并判断抽样总次数是否为零，不为零则重复执行第五步，为零则执行第七步；

第七步，中控器依据的信息对下行换相器下发换向命令，并且跳转至第一步重复执行。

上述技术方案中，所述的随机抽样方法是在当前的相组别匹配的基础上利用随机抽样的方法来优化当前的匹配相序，num为随机抽样次数，num参数选取越大，则随机到最优匹配相序的概率越大，但是随着被监测线路负荷支路数量的增加，为了增加随机抽样样本的空间，num参数选取会成指数形式增大；假设被监测线路负荷支路数为N，则随机抽样样本空间个数为3^N；num参数过大则影响其运算速度，过小则随机到最优匹配相序的概率越小，因此，num的选取需应根据被监测负荷支路数量来确定。

上述技术方案中，理论和实际测试验证，30ms的掉电时间不会导致用电设备掉电，因此智能换相器在动作时，断开相和投入相的切换时间间隔即停电时间间隔保持在30ms内就可以保证用电设备不掉电。

上述技术方案中，智能换相器作为系统的执行机构，一方面，采用电流过零切除，电压过零投入的方法；另一方面，采用永磁继电器作为动作元件，将智能换相器换相时间小于30ms。

上述技术方案中，智能中控器是自动平衡系统中集采样、运算、通信、人机交互、平衡逻辑算法于一体的智能控制装置；

智能中控器能够实时采集台区低压侧的三相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率指标数据以及智能换相器上的负荷数据、相别信息，通过CPRS通讯方式将信息转出；智能中控器的平衡逻辑算法，能够结合调平衡需求和各智能换相器的负载大小，进行逻辑组合的运算，求解出最优策略，并通过无线射频通讯方法将调节命令传达给智能换相器；

智能中控器的组成中：

1)处理器MCU：

智能中控器的处理器MCU采用德州仪器提供的高性能16位DSP芯片，数据处理功能强大，支持至少16路模拟量采集和32路可编程数字量；是整个系统运行的核心部分，控制装置的信号采集、平衡逻辑运算、远方GPRS通信，以及同换相器之间的无线射频通讯等；

2)、液晶显示电路：

装置信息的集中显示和参数修改的人机交互界面，液晶屏显示尺寸为128X 64汉字点阵，通过SPI串口与DSP芯片进行通讯；

3)、按键输入电路：

装置按键模块主要功能为作为装置信息查询、逻辑配置的按键输入功能，按键自带消抖功能；

4)通讯电路：

装置通讯模块分为支持远方通讯的GPRS电路以及同智能换相器间通讯的无线射频电路两个部分；GPRS远方通讯电路的功能为将装置采集的三相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率等指标数据以及换相器上的负荷数据、相别信息转出；

无线射频器的功能为完成与智能换相器之间的信息交互，接收智能换相器上传的负荷与所属相别信息，同时能够将调节命令下发给换相器；配置高性能无线射频器，具有数据传输能力强、传输范围广、抗干扰性能优等特点；

5)模拟输入电路及负荷数据采集电路：

系统主要采集三相电流、电压指标数据；

交流采样模拟量信号经互感器、反向运算放大电路及无源滤波电路处理后，引入到DSP内置的12位ADC模拟‐数字转换器进行转换，得到原始采样数据；ADC转换器采用硬件锁相环技术进行跟频采集，每个工频周波设计采样24点，采样精度高，用于分析、计算三相系统的不平衡度；

6)电源电路：

电源电路采用AC/DC220V转DC5V、12V、24V开关电源，为装置提供稳定的DC5V电源，并且预留一路DC12V和DC24V电源输出；

所述智能换相器是自动平衡系统的执行机构，是集采样、通信、相序切换功能于一体的智能投切装置，智能换相器一方面采集单线线路的负荷信息，并且通过无线射频通讯形式将负荷信息上传给智能中控器；另一方面，接收智能中控器的控制指令，对当前负荷线路进行换相；

智能换相器选用永磁体继电器作为动作元件，以及采用过零投切技术，实现对不同相序之间的不掉电切换，智能换相器包括：

1)CPU电路：

CPU电路采用高性能16位DSP芯片，其数据处理功能强大，控制装置的数据采集、无线通讯、换相开出；

2)换相器通讯电路：

换相器通讯电路的主要功能为实现智能换相器与智能中控器之间的双向无线通讯，将单线线路上的负荷信息及智能换相器上的相别信息实时上传到智能中控器，并且接受智能中控器对智能换相器的远方操作命令；其内部配置有高性能无线射频器。

3)、模拟输入电路及单相线路负荷数据采集电路：

采集电路的主要功能为采集单线线路的负荷信息，模拟输入电路用DSP内置的12位ADC模拟‐数字转换器进行转换，得到单线负荷电流数据，为智能中控器三相平衡负载切换提供数据支持；

4)开出电路：

系统开出电路的主要功能为实现换相器相序切换动作的继电开出，其采用永磁继电器作为动作元件，具有带载能力强、功耗小、动作速度快等特点；

5)电源电路：

电源电路采用AC/DC220V转DC5V、12V、24V开关电源，为装置提供稳定的DC5V电源，并且预留一路DC12V和DC24V电源输出。

本实用新型的低压台区变三相负载自动平衡系统及其自动平衡方法，通过采集被监测线路三相电压电流的变化，来实时评估三相负荷线路的不平衡度，根据不平衡度来控制三相监测线路的负荷切换，从而达到实时平衡三相负荷的目的，在电力系统中的作用主要包括如下几个方面：

1)自动平衡三相负载：

实时监测三相不平衡度，并根据不平衡度自动调节三相负载，换相时间最大只需30ms，不中断用户供电，不会引起常用电器的复位和重启动，也不会对电器产生损害。

2)智能组网：

针对多个智能中控器共网的模式，具备独特的智能组网机制，即抢占式分时通信机制，该机制避免了不同支路之间的载波通信的冲突和干扰，实现了智能组网功能。

3)降低变压器损耗：

使变压器处于对称运行状态，有效降低了变压器损耗。

4)降低线路损耗，有效减小中性线电流，从而减小了中性线的损耗，同时也减小了相线的损耗。

5)解决低压、过压问题：

解决由三相不平衡所导致的低压、过压的问题，避免因过压烧坏用电设备或因低压影响用电设备的正常运行。

6)保护低压配网、安全运行：

避免由于中性线电流长期过大而导致的发热和老损，以及避免了变压器等配电设备烧毁的安全隐患。

优点效果

(一)、系统效果

克服了传统依靠人工改线来调节三相不平衡的缺点，可有效降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，克服某相过流等情况，以及由三相不平衡所带来的众多安全隐患。

(二)、系统优势

免维护、免管理，系统投运后无需专人维护和管理，节省人力物力，提高效率。

自动换相，不需中断用户供电，无需人工参与；换相时间≤30ms，不会导致供电中断。

采用无线模块进行通讯，并且支持远方GPRS后台通讯，通讯组网方式便捷。

换相器采用可靠的硬件闭锁技术，可有效防止多个相序同时接通。

附图说明：

图1为本实用新型系统拓扑图；

图2为智能中控器电原理框图；

图3为智能换相器电原理框图。

具体实施方式：

参见附图，本实用新型的低压台区变三相负载自动平衡系统，包括一个智能中控器和若干个智能换相器，智能中控器安装在待平衡线路的始端，而智能换相器安装在三相变单相的支路沿线，智能中控器只负责与安装在支路的智能换相器进行通信，智能换相器作为智能中控器的从机；所述智能中控器以DSP芯片作为处理器MCU；处理器MCU的输入端分别连接按键输入电路、模拟输入电路和电源电路，而按键输入电路的输入端连接按键或触摸屏，模拟输入电路的输入端连接三相负荷数据采样电路，电源电路供给智能中控器电路的工作电源并具有直流电源输出接口；处理器MCU的输出端连接液晶显示电路，而液晶显示电路的输出端连接显示器；处理器MCU还连接通讯电路并进行数据通信，而通信电路一方面通过GPRS电路与远程监控上位机进行数据通信，通讯电路另一方面通过无线射频器与智能换相器的通讯电路进行数据通信；所述智能换相器同样采用DSP芯片作为CPU电路，CPU电路的输入端分别连接模拟输入电路和电源电路，模拟输入电路的输入端连接单相线路负荷数据采样电路，电源电路供给智能换相器电路的工作电源并具有直流电源输出接口；CPU电路与换相器通讯电路连接通信，而换相器通讯电路通过无线射频器与智能中控器进行通讯，CPU电路的输出端连接开出电路，开出电路的输出端连接相序切换开关。

一种基于上述低压台区变三相负载自动平衡系统的自动平衡方法，智能中控器安装在被监测待平衡总线路的始端，而各智能换相器分别安装在三相变单相的支路沿线上，智能中控器与各智能换相器进行通信，智能换相器作为智能中控器的从机；智能中控器通过其自身的三相负荷数据采样电路实时采集台区低压侧的三相电流、电压。功率因素、有功功率。无功功率指标数据，与此同时智能换相器通过其自身单相线路负荷数据采样电路实时采集单相支路的电压、电流、负荷及相别信息，智能换相器并将这些单相支路的电压、电流、负荷及相别信息通过通讯电路上传给智能中控器；智能中控器实时监测总线路三相间的不平衡度，当监测到总线路三相间的不平衡度超过设定值时，就会启动平衡逻辑算法，结合各支路负荷电流大小，通过随机抽样方法来优化调平策略，然后通过通讯电路和无线射频器与智能换相器进行通信并下发调节命令，智能换相器接收到通信数据和调节命令后，由智能换相器的开出电路永磁继电器进行换相的切除、投入，实现各支路负荷的平衡，所述的自动平衡方法中平衡逻辑算法和随机抽样方法如下：

设在某一时刻，6个智能换相器分别监测到6条负荷线路电流值及其支路负荷线路相别分组信息表示为：

i₁∈A,i₂∈A,i₃∈B,i₄∈B,i₅∈C,i₆∈C (1)

式中A、B、C为分别总线路三相；

中控器此时监测到总线路负荷电流为I_A,I_B,I_C，其平衡度通过如下式子来评估：

式中三相平衡度值可以通过参数整定，智能中控器监测到三相负荷线路实时总电流满足(2)式时，则根据负荷线路电流值启动三相平衡线路优化计算，计算采用随机抽样法，整个实现过程如下：

第一步，智能中控器实时采样三相负荷总线路负荷电流I_A、I_B、I_C；

第二步，智能中控器取三相平衡度整定值，并且计算(2)式是否成立；若成立则执行第三步，不成立则返回第一步；

第三步，智能中控器通过无线射频器和通讯电路召测各支路智能换相器采集的各支路负荷电流和相组别信息，以(1)式形式来表示。

第四步，将单相负荷线路的相组别信息进行归类计算，将属于A、B、C三相支路负荷电流进行相加，并计算其三相平衡误差，并且保存记录计算值和归类信息，通过(3)、(4)、(5)式形式来表示：

式中为误差最小换向值，为误差换向值；

e_min＝(i_A-i_B)²+(i_B-i_C)²+(i_C-i_A)² (5)

式中e_min为误差最小值，e为误差值；

第五步，智能中控器设定抽样次数num的值并对支路负荷电流信息i₁,i₂,i₃,i₄,i₅,i₆进行随机等概率抽样分组：

i₁∈(A、B、C)抽样结果记为：i₁＝(C)

i₂∈(A、B、C)抽样结果记为：i₂＝(B)

i₃∈(A、B、C)抽样结果记为：i₃＝(B)

i₄∈(A、B、C)抽样结果记为：i₄＝(A)

i₅∈(A、B、C)抽样结果记为：i₅＝(B)

i₆∈(A、B、C)抽样结果记为：i₆＝(B)

抽样完成后抽样总次数num减1，并根据抽样的结果，依据(6)式单相负荷线路的相组别信息进行归类计算，依据(8)式记录其计算结果：

e₂＝(i'_A-i'_B)²+(i'_B-i'_C)²+(i'_C-i'_A)² (8)

第六步，比较两次计算结果e_min和e₂进行比较，如果e_min<＝e₂，则返回重新执行第五步，如果e_min>e₂，则用e₂值替换e_min，替换中控器记录e₂抽样结果的相属类别，并判断抽样总次数是否为零，不为零则重复执行第五步，为零则执行第七步；

第七步，中控器依据的信息对下行换相器下发换向命令，并且跳转至第一步重复执行。

上述随机抽样方法是在当前的相组别匹配的基础上利用随机抽样的方法来优化当前的匹配相序，num为随机抽样次数，num参数选取越大，则随机到最优匹配相序的概率越大，但是随着被监测线路负荷支路数量的增加，为了增加随机抽样样本的空间，num参数选取会成指数形式增大；假设被监测线路负荷支路数为N，则随机抽样样本空间个数为3^N；num参数过大则影响其运算速度，过小则随机到最优匹配相序的概率越小，因此，num的选取需应根据被监测负荷支路数量来确定。

大量的理论调研和实际测试验证，30ms的掉电时间不会导致用电设备掉电，因此只要保证智能换相器在动作时，断开相和投入相的切换时间间隔即停电时间间隔保持在30ms内就可以保证用电设备不掉电。

智能换相器作为系统的执行机构，一方面，采用电流过零切除，电压过零投入的方法；另一方面，采用永磁继电器作为动作元件，将智能换相器换相时间小于30ms。

上述技术方案中，智能中控器是自动平衡系统中集采样、运算、通信、人机交互、平衡逻辑算法于一体的智能控制装置；

智能中控器能够实时采集台区低压侧的三相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率等指标数据以及智能换相器上的负荷数据、相别信息等，通过CPRS通讯方式可将信息转出；智能中控器的平衡逻辑算法，能够结合调平衡需求和各换相器的负载大小，进行逻辑组合的运算，求解出最优策略，并通过无线射频通讯方法将调节命令传达给智能换相器；

智能中控器的组成中：

1)处理器MCU：

智能中控器的处理器MCU采用德州仪器提供的高性能16位DSP芯片，数据处理功能强大，支持至少16路模拟量采集和32路可编程数字量；是整个系统运行的核心部分，控制装置的信号采集、平衡逻辑运算、远方GPRS通信，以及同换相器之间的无线射频通讯等；

2)、液晶显示电路：

装置信息的集中显示和参数修改的人机交互界面，液晶屏显示尺寸为128X 64汉字点阵，通过SPI串口与DSP芯片进行通讯；

3)、按键输入电路：

装置按键模块主要功能为作为装置信息查询、逻辑配置的按键输入功能，按键自带消抖功能；

4)通讯电路：

装置通讯模块分为支持远方通讯的GPRS电路以及同智能换相器间通讯的无线射频电路两个部分；GPRS远方通讯电路的功能为将装置采集的三相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率等指标数据以及换相器上的负荷数据、相别信息等转出；

无线射频器的功能为完成与智能换相器之间的信息交互，接收智能换相器上传的负荷与所属相别信息，同时能够将调节命令下发给换相器。配置高性能无线射频器，具有数据传输能力强、传输范围广、抗干扰性能优等特点。

5)模拟输入电路及负荷数据采集电路：

系统主要采集三相电流、电压等指标数据；

交流采样模拟量信号经互感器、反向运算放大电路及无源滤波电路处理后，引入到DSP内置的12位ADC模拟‐数字转换器进行转换，得到原始采样数据。ADC转换器采用硬件锁相环技术进行跟频采集，每个工频周波设计采样24点，采样精度高，用于分析、计算三相系统的不平衡度；

6)电源电路：

电源电路采用AC/DC220V转DC5V、12V、24V开关电源，为装置提供稳定的DC5V电源，并且预留一路DC12V和DC24V电源输出；

所述智能换相器是自动平衡系统的执行机构，是集采样、通信、相序切换功能于一体的智能投切装置，智能换相器一方面采集单线线路的负荷信息，并且通过无线射频通讯形式将负荷信息上传给智能中控器；另一方面，接收智能中控器的控制指令，对当前负荷线路进行换相；

智能换相器选用永磁体继电器作为动作元件，以及采用过零投切技术，实现对不同相序之间的不掉电切换，智能换相器包括：

1)CPU电路：

CPU电路同样采用高性能16位DSP芯片，其数据处理功能强大，控制装置的数据采集、无线通讯、换相开出；

2)换相器通讯电路：

换相器通讯电路的主要功能为实现智能换相器与智能中控器之间的双向无线通讯，将单线线路上的负荷信息及换相器上的相别信息实时上传到智能中控器，并且接受智能中控器对智能换相器的远方操作命令。其内部配置有高性能无线射频器，具有数据传输能力强、传输范围广、抗干扰性能优等特点；

3)模拟输入电路及单相线路负荷数据采集电路：

采集电路的主要功能为采集单线线路的负荷信息，模拟输入电路用DSP内置的12位ADC模拟‐数字转换器进行转换，得到单线负荷电流数据，为智能中控器三相平衡负载切换提供数据支持；

4)开出电路：

系统开出电路的主要功能为实现换相器相序切换动作的继电开出，其采用永磁继电器作为动作元件，具有带载能力强、功耗小、动作速度快等特点；

5)电源电路：

电源电路采用AC/DC220V转DC5V、12V、24V开关电源，为装置提供稳定的DC5V电源，并且预留一路DC12V和DC24V电源输出。