一种智能平衡调压消谐综合治理装置的制作方法

本实用新型涉及低电压电能质量综合治理技术领域，特别涉及一种智能平衡调压消谐综合治理装置。

背景技术：

在电力系统中，低电压台区三相不平衡度是衡量低电压台区管理技术水平重要指标，也从侧面反映了这个台区损耗情况，另外末端质量好坏也影响了居民用电质量，因我们国家工业化发展和人民生活水平的提高，各种用电设备及家用电器普遍而复杂，感性负载增多和非线性负载使用使得功率因数偏低、谐波含量增大，并且我国电网由于受昼夜负荷、季节负荷变化，供电半径，负荷分布等因素的影响，往往会引起线路电压有较大的变化，电压过低会造成设备出力不足或工作不正常，电压过高又会影响用电设备的安全。虽然台区在设计之初时由于负荷分配的不合理和用户用电行为的不确定性，会产生严重的三相不平衡问题，三相不平衡会造成配电变压器和线路损耗增加。电压质量和三相负荷平衡是电网公司现行考核的一个重要硬性指标，也是各个分局迫在眉睫的事情。

对于三相不平衡调节，目前主要采用是人工调节负载和自动换相开关。其中人工手动调相效率低下，需要对台区进行停电，影响居民用户用电，而且由于用户用电的不确定性，无法经常性进行手动调相，效果很不理想；换相开关对线路要求比较高，安装点必须选择在三相四线制地方，但大部分台区都是单相线路，而且换相开关实际换相次数非常少，最多一天不超过3次，对于频繁不平衡反应滞后，效果不理想。

低压线路自动调压器是目前市场上一种专门为线路供电半径较长，线径 细，线路电压损失大的台区而设计的低电压治理装置。其主要由补偿变压器、控制器、接触器等组成，当线路电压过低时，控制器控制接触器动作投切补偿变压器，对线路电压进行补偿升压。

低压线路自动调压器能较有效的解决低电压问题，但对于三相不平衡治理和无功补偿，谐波治理等无能为力。另外，三相不平衡会造成台区线路中性点偏移，使负载较轻的一相电压过高，严重时会导致三相调压器进入过压保护状态，大大影响三相调压器的调压效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能平衡调压消谐综合治理装置，从而克服不能同时解决低电压台区三相不平衡度和电压过低的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能平衡调压消谐综合治理装置，包括：主控制器，其电压采样端连接至三相电网的取电压端，电流采集端连接三相电网的取电流端；调压模块，三个该调压模块分别通过一第一交流接触器接入所述三相电网的一个相线，所述第一交流接触器与所述主控制器连接；以及静止无功发生器，其取样端与所述主控制器连接，调节输出端接入所述三相电网。

优选地，上述技术方案中，所述调压模块为补偿变压器，三个该补偿变压器的输入端串联接入三相电网的一个相线，调节端分别通过第一交流接触器并联接入三相电网的同一个相线。

优选地，上述技术方案中，所述补偿变压器的调节端设有若干个调节档位，每个所述调节档位通过一第二交流接触器接入三相电网的一个相线，其中，所述第二交流接触器与所述主控制器的输出端连接。

优选地，上述技术方案中，所述静止无功发生器包括：PWM信号发生器，其输入端与所述主控制器的输出端连接；及三相逆变桥，其控制端与所述PWM信号发生器的输出端连接，输出端接入所述三相电网。

优选地，上述技术方案中，所述主控制器的型号为YY-DVS-220C。

优选地，上述技术方案中，所述静止无功发生器为多个。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中的智能平衡调压消谐综合治理装置，通过线路调压器和SVG结合的技术，集成了三相调压、不平衡调节、补偿等功能于一体，不仅能根据当前电压情况升高或降低各相电压，使电压保持在标准合格电压范围内，而且还能实时计算台区三相不平衡大小，最终逆变调节平衡状态，实现了末端线路调压和台区三相不平衡调节的电能质量综合治理技术，能够有效对低压线路进行调压，并能实时对平衡台区进行精准调节，是现有电能质量治理另一种补助技术。

附图说明

图1是根据本实用新型的智能平衡调压消谐综合治理装置的结构示意图。

图2是根据本实用新型的智能平衡调压消谐综合治理装置的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1至图2显示了根据本实用新型优选实施方式的智能平衡调压消谐综 合治理装置的结构示意图。

如图1和图2所示，智能平衡调压消谐综合治理装置包括：主控制器、末端线路调压模块以及静止无功发生器SVG-n(也称为SVG模块)；模块之间通过载波方式进行通讯，装置集三相调压、三相不平衡调节、无功补偿、在线监测等功能为一体。在台区总出线安装主控制器，SVG模块安装三相不平衡支路末端，三相支路平衡后最终台区总输出平衡，线路调压模块安装在末端电压偏低地方，具体系统框图见图1。具体的，参考图2，主控制器的电压采样端连接至三相电网的取电压端，电流采集端TA连接三相电网的取电流端，该实施例中，主控制器选用的型号为YY-DVS-220C，TA为电流互感器，用于检测电流值；调压模块为补偿变压器TB，用于补偿升压，三个该补偿变压器TB的输入端串联接入三相电网的一个相线，调节端分别通过第一交流接触器KM-A、KM-B、KM-C并联接入三相电网的同一个相线，补偿变压器TB结合直流控制交流接触器KM-A、KM-B、KM-C，由主控制器直接控制，用于控制各补偿变压器的运行与旁路投切；进一步的，补偿变压器TB的调节端设有若干个调节档位，每个调节档位通过一第二交流接触器KM11、KM12、KM13接入三相电网的一个相线，用于切换各补偿变压器的补偿档位，其中，第一交流接触器和第二交流接触器的受控端与主控制器的输出端连接，由主控制器直接控制，用于控制各补偿变压器TB的投切和切换各补偿变压器的补偿档位。

继续参考图2，静止无功发生器SVG-n包括：PWM信号发生器及三相逆变桥；PWM信号发生器的输入端与主控制器的输出端连接；三相逆变桥的控制端与PWM信号发生器的输出端连接，三相逆变桥的输出端(即静止无功发生器的调节输出端)接入三相电网；其中，静止无功发生器SVG-n可设置多个，主要通过逆变器原理，先交流电转变成直流电源，然后接把直流电源重新分配逆变成交流。

接下来，对该实施例中的三相调压、三相不平衡调节、无功补偿、在线监测等功能进行详细阐述：

结合图2，调压原理为：当检测到A、B、C三相中任意一相或多相输入电压过低时，主控制器自动控制各相对应第一交流接触器动作，将补偿变压器投入，并通过控制第二交流接触器动作，调节补偿档位，使输出电压达到国家标准合格电压；当输入电压恢复到国家标准合格后，控制第一交流接触器动作，将补偿变压器切除，调压模块旁路。例如，当某一时段A相输入电压U偏低时，主控制器控制第一交流接触器KM-A动作，将补偿变压器TBa投入，此时补偿变压器主线圈ax会产生一个补偿电压△Ua叠加到A相线路中，使输出电压Uao升高，当Uao经过升压后仍没有达到合格电压，主控制器控制KM11动作，切换补偿档位，将△Ua升高，最终使输出电压Uao升至合格电压。

三相不平衡补偿原理为：三相不平衡智能补偿装置，是一种利用IGBT技术、SVG技术、电力电子技术等多种技术融合，装置利用主控制器采样电路实时采集低压配电线路的三相电压、三相电流等运行参数，通过模型运算计算出三相间的不平衡负荷和需要补偿的电流，然后根据装置设定的值来控制PWM信号发生器发出控制信号给内部的IGBT使三相逆变桥产生满足要求的电流信号。三相负荷平衡调节装置在上电瞬间就能根据采样电路的交流采样分析出三相间的负荷不平衡情况，主控制器运算出需要补偿的电流值和相位，由PWM信号发生器发出PWM信号给IGBT驱动，由三相逆变桥产生一个满足要求的电流信号送入到系统中，实现三相负荷平衡调节。

双向动态无功跟踪补偿的原理为：装置可利用调节三相不平衡后剩余的装置容量实现感性、容性双向动态无功跟踪补偿，装置根据外部电流互感器，实时检测负载电流，并通过主控制器DSP计算来分析负载电流的无功含量，然后根据设定好的补偿范围来控制PWM信号发生器输出PWM信号到IGBT驱动电路，使三相逆变桥产生一个与系统无功分量大小相等、方向相反的无功电流接入系统，从而达到实时动态跟踪补偿无功的目的。要求动态无功补偿的闭环响应时间小于10ms，可实现功率因数双向精细补偿。

在线监测原理为：主控制器能对下位机设备通过载波通信收集的运行参 数进行测量、统计，并通过GPRS与远程服务器系统的数据进行交互实现配变在线监测功能，主要包括：

①采集三相电压、电流，实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和不平衡度的测量；

②调压模块日动作次数、总动作次数、当前档位，并统计各档位动作时间；

过载和短路保护原理为：台区智能平衡调压装置中可加装塑壳断路器和微型断路器，同时在每一个静止无功发生器中都装设有微型断路器，当过载或短路时，对应的微型断路器或塑料外壳式断路器分断以达到保护功能。当过载或短路发生在调压换相主控装置中时，主控制器会根据设定的保护参数控制主接触器KM-A、KM-B、KM-C动作，将调压模块切换到旁路状态，保护设备的安全。

防雷保护原理为：配电箱中可安装避雷器有效防止雷击过电压和操作过电压引起的损坏。如果遇到过电压，避雷器导通将涌流引入接地系统。

综上，与传统线路调压器相比，台区智能平衡调压装置增加了三相不平衡调节功能，通过控制SVG模块可以精准快速逆变调节台区不平衡度，使台区的变压器运行在最佳的不平衡度状态。三相不平衡改善后，中性点偏移消失，进一步提高了变压器出力、有效防止变压器单相过载，从面保证了变压器稳定运行、电力系统的运行安全性也将得到提高。

同时，台区智能平衡调压装置增加了SVG双向动态无功输出，通过双向动态输出有效的解决现在电力增涨带来低电压过补或者欠补问题，以及落后的电容投切问题。双向动态时时精准输出，使得输出功率接近0.99，进而减少线路的电流无功分量，降低了发生在线路和配变上的损耗，提高供电系统的功率因素和配变的实际出力。

最后，台区智能平衡调压装置并联在主线路，解决了在一些换相开关因变化速度快而且无规律可循地方，也弥补了换相开关使用的一个空白，能根 据线路负荷实时逆变重新分配，也无需停电，响应时间小于5ms，不影响用户电器设备的正常工作。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。