一种配电台区三相负荷不平衡治理装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种配电台区三相负荷不平衡治理装置，该装置包括：处理器、电源模块、采样模块、GPRS模块、无线通信模块、控制分析模块、RS232通信模块和以太网通信模块，该装置采集低压出线漏保开关负荷数据、用户用电负荷数据以及智能换相开关的电流、相位数据；控制分析模块用于对采集到的负荷数据进行分析计算，计算得出各出线的不平衡度数值；如果发现不平衡度数值大于设定的限值，且不平衡度维持时间超过设定的调整时间，则给出最优的调整方案，自动完成各出线三相负荷再分配，使各出线三相负荷处于较为平衡的状态，以此达到低压线路的三相负荷平衡状态。
【专利说明】
一种配电台区三相负荷不平衡治理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种配电台区三相负荷不平衡治理装置，属于电力工程技术领域。
【背景技术】
[0002]现有技术中，农网工程改造不仅规模大、任务重，而且改造的时间紧，资金也有限，不可能做到面面倶到，特别是在接户线施工过程中，由于一些施工人员素质低，基本上没有三相负荷平衡的概念，在施工过程中，要么随意接单相负荷，要么把单相负荷接在中间两根线上，这些都在一定程度上造成三相负荷不平衡的产生;有的各相负荷看上去比较接近，各相电流也比较接近，但中性电流却很大，甚至有的都超过最大相电流，也会加重三相负荷不平衡的发生。
[0003]三相负荷不平衡造成的主要影响有:
[0004](I)对变压器的影响:增加变压器的损耗;造成变压器的零序电流过大，局部金属器件温升增高;严重时甚至会烧毁变压器。
[0005](2)对线路的影响:增加线路损耗;增加线路的跳闸次数，降低开关设备的使用寿命，甚至烧毁开关设备。
[0006](3)对供电企业的影响:降低供电企业的经济效益，造成供电企业停电时间增长，维护成本升高;影响供电企业的声誉。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型为了解决三相负荷不平衡的问题，提供一种新型的配电台区三相负荷不平衡治理装置。
[0008]本实用新型所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置包括处理器、电源模块、采样模块、GPRS模块、无线通信模块、控制分析模块、RS232通信模块和以太网通信模块，其中所述电源模块、采样模块、GPRS模块、无线通信模块、控制分析模块、RS232通信模块和以太网通信模块均与所述处理器连接;所述配电台区三相负荷不平衡治理装置用于三相负荷不平衡治理的配电台区，所述配电台区由配电变压器、低压总进开关、低压出线漏保开关、分电箱、户表箱、户表、智能换相开关、所述配电台区三相负荷不平衡治理装置和无线传感器网络组成；所述配电台区三相负荷不平衡治理装置采集所述低压出线漏保开关的负荷数据、用户用电负荷数据以及所述智能换相开关的电流、相位数据。
[0009]所述采样模块以RS485方式与所述低压出线漏保开关相连接，所述采样模块用于采集所述低压出线漏保开关的负荷数据。
[0010]所述无线通信模块通过ZigBee无线通信的方式与所述智能换相开关进行通讯，将所述智能换相开关采集到所述户表的负荷数据及相位信息传输给所述配电台区三相负荷不平衡治理装置，由所述配电台区三相负荷不平衡治理装置的无线接口转为RS485方式，连接到所述控制分析模块。[0011 ]所述控制分析模块直接采用RS485的方式与所述智能换相开关连接。
[0012]所述处理器采用32位ARM9内核CPU;所述电源模块采用12V电压供电；所述采样模块负责采集所述低压出线漏保开关的三相负荷数据;所述GPRS模块支持移动、电信和联通制式网络;所述无线通信模块支持无线WIFI和ZigBee方式;所述控制分析模块用于分析处理所述智能换相开关及户表的负荷数据，提供最优的调整方式，自动发送调整命令，完成三相负荷均衡分配;所述RS232通信模块用于现场人员进行调试；以太网通信模块完成有线网络与后台数据的传输处理。
[0013]与现有技术相比，本实用新型所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置的有益效果是:通过采集进、出线及各支线的负荷数据，进行三相负荷不平衡度计算和统计分析，找出负荷调整规律，形成三相负荷调整方案，自动完成三相负荷不平衡调整。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置的治理展示示意图。
[0015]图2是本实用新型所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置的原理示意图。
[0016]图3是本实用新型所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]如图1所示，用于三相负荷不平衡治理的配电台区主要由配电变压器1、低压总进开关2、低压出线漏保开关3、分电箱4、户表箱6、户表8、智能换相开关7、配电台区三相负荷不平衡治理装置9和无线传感器网络5等设备组成。
[0019]其中，低压总进开关2和低压出线漏保开关3选用智能且带有通信功能的低压断路器，低压出线漏保开关可采用RS485、无线WIFI等多种通信方式，图1中所示的低压出线漏保开关选用的是RS485通信方式。通常来说，电力公司在初始分配负荷时是平均分布的，在本方案中，每条出线的每一相平均分配2个换相开关。
[0020]低压出线漏保开关以RS485方式与配电台区三相负荷不平衡治理装置9的采样模块23(如图2)相连接，采样模块23负责采集低压出线漏保开关的负荷数据;智能换相开关7采集到户表8的负荷数据及相位信息，可通过两种方式上传给配电台区三相负荷不平衡治理装置9，第一种方式:通过ZigBee无线通信的方式与配电台区三相负荷不平衡治理装置9的无线接口进行通讯，然后经装置的无线接口转为RS485方式，连接到装置的控制分析模块26，第二种方式，直接采用RS485的方式接到装置的控制分析模块26。本方案中，选择第一种方式与配电台区三相负荷不平衡治理装置9的控制分析模块连接。
[0021]如图2所示，配电台区三相负荷不平衡治理装置9包括处理器21、电源模块22、采样模块23、GPRS模块24、无线通信模块25、控制分析模块26、RS232通信模块27和以太网通信模块28，其中电源模块22、采样模块23、GPRS模块24、无线通信模块25、控制分析模块26、RS232通信模块27和以太网通信模块28均与处理器21连接;该配电台区三相负荷不平衡治理装置9采集低压出线漏保开关负荷数据、用户用电负荷数据以及智能换相开关的电流、相位数据;控制分析模块26用于对采集到的负荷数据进行分析计算，计算得出各出线的不平衡度数值;如果发现不平衡度数值大于设定的限值，且不平衡度维持时间超过设定的调整时间，则给出最优的调整方案，自动完成各出线三相负荷再分配，使各出线三相负荷处于较为平衡的状态，以此达到低压线路的三相负荷平衡状态。
[0022]处理器21采用32位ARM9内核CPU;电源模块22采用12V电压供电；采样模块23负责采集出线漏保开关的三相负荷数据;GPRS模块24支持移动、电信、联通等制式网络;无线通信模块25支持无线WIF1、ZigBee等方式;控制分析模块26负责分析处理换相开关及户表的负荷数据，提供最优的调整方式，自动发送调整命令，完成三相负荷均衡分配;RS232通信模块27主要用于现场人员进行调试；以太网通信模块28主要完成有线网络与后台数据的传输处理。
[0023]如图3所示，配电台区三相负荷不平衡治理装置9的硬件平台采用先进的FPGA模式设计开发，操作系统采用Linux操作系统。其中，处理器单元采用爱特梅尔公司的ARM9芯片AT91SAM9260，存储器采用256MB DDR2，512MB NAND(可扩展至2GB);提供I路独立以太网接口 33(10/100/1000Mbps);提供十六路RS485，两线制，RS485+，RS485-，GND;提供一路RS232电平串口 34，两线制，RXD，TXD ,GND;提供ZigBee、联通或电信3G、WIFI等3路天线接口 31，其中，WIFI可用于访问嵌入式WEB完成台区巡检，ZigBee可用于与智能换相开关通讯。电源插头32采用AC/DC220V电源，控制分析端子35和数据采集端子36均采用RS485。
[0024]如附图2所示的装置安装在智能配电箱内，三相负荷不平衡治理装置通过采集处理模块采集出线漏保开关的负荷数据，通过ZigBee无线接口把通过智能换相开关采集到的户表负荷数据及换相开关的电压、电流、相位数据，经过无线接口转换为RS485接口连接到装置的控制分析模块，然后把采集处理模块采集到的出线漏保开关的负荷数据和控制分析模块获得的用户用电负荷数据，通过控制分析模块进行分析计算，提供最优化的三相负荷调整方案，然后控制分析模块自动完成三相负荷调整，达到三相负荷不平衡治理的目的。
[0025]配电台区三相负荷不平衡治理装置执行三相不平衡治理的过程如下:
[0026]首先，通过三相负荷不平衡治理装置采集出线漏保开关负荷数据、用户用电负荷数据以及智能换相开关的电流、相位等数据；
[0027]然后，经过三相负荷不平衡治理装置的控制分析模块，对采集到的负荷数据进行分析计算，计算得出各出线的不平衡度数值；
[0028]最后，当发现不平衡度数值大于设定的限值，且不平衡度维持时间超过设定的调整时间时，给出最优的调整方案，自动完成各出线三相负荷再分配，使各出线三相负荷处于较为平衡的状态，以此达到低压线路的三相负荷平衡状态。
[0029]以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种配电台区三相负荷不平衡治理装置，其特征在于，该配电台区三相负荷不平衡治理装置包括处理器、电源模块、采样模块、GPRS模块、无线通信模块、控制分析模块、RS232通信模块和以太网通信模块，其中所述电源模块、采样模块、GPRS模块、无线通信模块、控制分析模块、RS232通信模块和以太网通信模块均与所述处理器连接;所述配电台区三相负荷不平衡治理装置用于三相负荷不平衡治理的配电台区，所述配电台区由配电变压器、低压总进开关、低压出线漏保开关、分电箱、户表箱、户表、智能换相开关、所述配电台区三相负荷不平衡治理装置和无线传感器网络组成;所述配电台区三相负荷不平衡治理装置采集所述低压出线漏保开关的负荷数据、用户用电负荷数据以及所述智能换相开关的电流、相位数据。2.根据权利要求1所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置，其特征在于，所述采样模块以RS485方式与所述低压出线漏保开关相连接，所述采样模块用于采集所述低压出线漏保开关的负荷数据。3.根据权利要求2所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置，其特征在于，所述无线通信模块通过ZigBee无线通信的方式与所述智能换相开关进行通讯，将所述智能换相开关采集到所述户表的负荷数据及相位信息传输给所述配电台区三相负荷不平衡治理装置，由所述配电台区三相负荷不平衡治理装置的无线接口转为RS485方式，连接到所述控制分析模块。4.根据权利要求2所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置，其特征在于，所述控制分析模块直接采用RS485的方式与所述智能换相开关连接。5.根据权利要求3或4所述的配电台区三相负荷不平衡治理装置，其特征在于，所述处理器采用32位ARM9内核CPU;所述电源模块采用12V电压供电；所述采样模块负责采集所述低压出线漏保开关的三相负荷数据;所述GPRS模块支持移动、电信和联通制式网络;所述无线通信模块支持无线WIFI和ZigBee方式;所述控制分析模块用于分析处理所述智能换相开关及户表的负荷数据，提供最优的调整方式，自动发送调整命令，完成三相负荷均衡分配；所述RS232通信模块用于现场人员进行调试；以太网通信模块完成有线网络与后台数据的传输处理。
【文档编号】H02J3/26GK205657434SQ201620419564
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月10日 公开号201620419564.3, CN 201620419564, CN 205657434 U, CN 205657434U, CN-U-205657434, CN201620419564, CN201620419564.3, CN205657434 U, CN205657434U
【发明人】徐学均, 徐艳军, 张洪兴, 刘凯, 孙琦超
【申请人】北京泰豪电力科技有限公司