三相换相开关装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力传输领域，尤其涉及一种三相换相开关装置。
【背景技术】
[0002]我国目前在运变压器的总容量约为3.5X109kVA,由于变压器的总台数多且容量大，因此电能损耗巨大。据统计，仅配电变压器(以下简称配变)的电能损耗每年就约为30?50TWh，约占总发电量的2?3%。目前在电网上运行服役超过20年的低效率配变容量约为2.4X10\VA，由于这些配变参数老化、损耗高、缺陷多，运行可靠性差，威胁电网安全运行。因此配变改造任务和节能潜力巨大。其中，尤以三相负荷不平衡造成的损耗最为突出。
[0003]在电力行业中，通常对于调节三相负荷不平衡的做法是工作人员在现场用测量仪表测量各项电压、电流，如发现三相供电负荷不均衡，则需要拉闸断电当前供电，进行人工手动切换供电相，然后再合闸恢复供电。因此这样无疑会影响用户用电，给用户造成不必要的麻烦，同时也会降低供电企业的生产效益。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是:提供一种三相换相开关装置，以解决现有技术中为调节三相负荷不平衡时，切换供电相时需拉闸停电而带来的相关问题。
[0005]本发明的技术方案是提供一种三相换相开关装置，该三相换相开关装置包括:
[0006]采集单元，与配电变压器出口处的输电线电连接，用于采集输电线中交流电的电压数据和电流数据；
[0007]处理单元，该处理单元与采集单元电连接，用于分析采集单元的电压数据和电流数据，通过这些数据获得三相电流的不平衡度值，判断所述不平衡度值是否达到阈值条件，决定是否对换相开关进行切换，并发出换相指令；
[0008]换相开关，与负荷集中处的输电线电连接，用于接收换相指令，切换输电线中交流电的相位。
[0009]本发明还提供一种三相换相方法，三相换相方法包括:
[0010]采集输电线中的交流电的电压数据和电流数据；
[0011]分析采集单元的电压数据和电流数据，通过这些数据获得三相电流的不平衡度值，判断所述不平衡度值是否达到阈值条件，决定是否对换相开关进行切换，并发出换相指令；
[0012]接收换相指令，切换输电线中交流电的相位。
[0013]通过本发明能够对三相交流电实现自动监控，实时采集每相电压、电流、有功功率、无功功率、相序，并定时向后台上报。当发生三相电供电负荷不平衡时能够根据设定值自动切换相位或立即主动上报后台并执行后台切换命令，现场或者远程对三相交流电的相位进行切换。
【附图说明】
[0014]图1为本地控制三相换相开关装置的结构图；
[0015]图2为三相换相方法实施流程示意图；
[0016]图3为本发明三相换相开关装置的系统结构图；
[0017]图4A和图4B为二相换相开关装置的执彳丁机构不意图；
[0018]图5为远程控制三相换相开关的结构图；
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。为此，本发明的实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0020]本发明实施例中提供了一种三相换相开关装置，可以供电力行业使用。
[0021]下面进行具体说明。
[0022]图1为本发明的本地控制三相换相开关装置的结构图，本发明的三相换相开关装置包括:
[0023]采集单元101，与配电变压器出口处的输电线电连接，用于采集输电线中交流电的电压数据和电流数据；
[0024]处理单元102，所述处理单元102与所述采集单元101电连接，用于分析所述采集单元101的所述数据，通过这些数据获得三相电流的不平衡度值，判断所述不平衡度值是否达到阈值条件，判断是否对换相开关103进行切换，并发出换相指令；
[0025]换相开关103，与负荷集中处的输电线电连接，用于接收换相指令，切换输电线中交流电的相位。
[0026]作为本发明的一个实施例，采集单元101还包括:
[0027]电压互感器和电流互感器，其中电压互感器和电流互感器分别测量输电线的电压数据和电流数据。
[0028]作为本发明的一个实施例，采集单元101还包括:
[0029]通信模块和服务器104，处理单元102通过通信模块将采集的这些数据发送至服务器104，并且接收并执行服务器104的操作指令。
[0030]作为本发明的一个实施例，三相换相开关装置还包括:
[0031]模数转换器，其中模数转换器位于采集单元101和处理单元102之间，用于将电压信号和电流信号转换为数字信号。
[0032]作为本发明的一个实施例，通信模块与服务器104和换相开关103之间的传输数据的方式包括有线网络或无线网络。
[0033]作为本发明的一个实施例，三相不平衡度为:
[0034]不平衡度=(最大值一最小值)+最大值X 100%，
[0035]其中，最大值和最小值为最大相电流值和最小相电流值，
[0036]或最大值和最小值为最大相电压值和最小相电压值。
[0037]通过本发明能够对三相交流电实现自动监控，实时采集每相电压、电流、有功功率、无功功率、相序，并定时向后台上报。当发生三相电供电负荷不平衡时，处理单元能够根据设定值自动切换相位或立即上报后台服务器并执行后台切换命令，发生相间负荷不平衡情况后，在现场或者远程对三相交流电的相位进行切换。
[0038]图2为三相换相的方法实施流程示意图，如图所示，三相换相的方法具体如下步骤:
[0039]步骤201、采集输电线中的交流电的电压数据和电流数据；
[0040]步骤202、分析采集单元201的这些数据，通过这些数据获得三相电流的不平衡度值，判断所述不平衡度值是否达到阈值条件，决定是否对所述换相开关203进行切换，并发出换相指令；
[0041]步骤203、接收所述换相指令，切换输电线中交流电的相位；
[0042]作为本发明的一个实施例，采集输电线中的交流电的电压数据和电流数据之后还包括:
[0043]将电压信号和电流信号转换为数字信号
[0044]作为本发明的一个实施例，分析采集单元201的这些数据之后还包括:
[0045]将采集的这些数据发送至服务器204，并且接收并执行服务器204的操作指令。
[0046]作为本发明的一个实施例，不平衡度为:
[0047]不平衡度=(最大值一最小值)+最大值X 100%，
[0048]其中，最大值和最小值为最大相电流值和最小相电流值，
[0049]或最大值和最小值为最大相电压值和最小相电压值。
[0050]作为本发明的一个实施例，判断是否对所述换相开关203进行切换具体包括:
[0051]若不平衡度达到阈值条件，则发出所述换相指令；
[0052]若不平衡度未达到阈值条件，则进行下一个采集周期。
[0053]通过本发明能够对三相交流电实现自动监控，实时采集三相交流电的每相电压、电流、有功功率、无功功率、相序，并且定时向后台上报数据。当检测到发生三相电供电负荷不平衡时，能够根据设定值自动切换相位或立即主动上报后台并执行后台切换命令，发生相间负荷不平衡情况后，现场或者远程对三相交流电的相位进行切换。
[0054]为便于理解，下面以三相换相方法及装置在电力企业中的应用实例进行说明。
[0055]实施例1
[0056]图3是为本发明三相换相开关装置的系统结构图。请结合图1，分别在配电变压器出口处的三相交流电的每一相接入电压互感器和电流互感器，用以测量三相电压。所有采集测量的数据均可以根据三相电压、电流、相序等计算得出。电压互感器和电流互感器分别在输出端输出一个毫安级微小电流信号。
[0057]电压互感器和电流互感器的输出端与AD转换电路连接，AD转换电路的核心是一片多路采集的16位高精度AD采集芯片，三相电压电流接入AD采集芯片的模拟量输入端口，在一定时间内把一个周期内的各相电压、电流完成一次采集，由于是交流信号，所以每一相的AD结果是由一组值组成的，因此AD芯片采集的是差分信号，并且保证三相的电压、电流共6组信号同时采集完成。
[0058]在采集完成一个周期的三相电压电流之后，通过处理单元102(CPU)计算出三相电压电流值、有功功率、无功功率、电压电流相序、功率因数等参数，通过这些数据获得三相电流的不平衡度值，并据此判断出每一相负载是否均衡、是否有异常事件发生。
[0059]具体来说，处理单元102(CPU)依据获得的每一相的电压电流，以及电压电流采集到的先后时间顺序，测算出电压与电流之间的相位差，再依据有功功率、无功功率、视在功率之间的换算关系:P = UXIXcos(j) ；Q = υΧΙΧ8?ηΦ ;S = UX I，分别计算出有功功率、无功功率、视在功率。并且根据无功为正表示是感性负载，无功为负表示为容性负载判断无功功率的性质。
[0060]而后，处理单元1