一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统的制作方法

本发明涉及一种主动负荷调控系统，尤其是涉及一种多功能电能质量治理系统，其属于电气设备技术领域。

背景技术：

目前，在中、低压配电网系统中，存在大量单相、不对称、非线性、冲击性负荷，由于早期电网设计规划的不周，会出现大量单相负荷集中在一相或两相的情况，这些不均衡负荷会使配电系统产生三相不平衡，导致供电系统三相电压、电流的不平衡，三相负荷不平衡会引起电气设备的不正常运行、增大系统附加损耗、干扰通信系统……

同时，在电力系统中，线路、变压器、异步电动机等设备元件都要消耗无功功率，如果这部分无功功率得不到及时补偿，将造成大量的无功功率流动，将增加电力系统的有功损耗、降低设备的利用率、影响输电能力，给电力系统运行的安全性、稳定性和经济性带来不利影响；面对无功功率不足，常规的解决办法是：合理配置低压无功补偿电容器，如今该技术已基本成熟，但是在实际系统中，三相不平衡和无功功率不足经常同时出现，尤其是经济水平较为发达、工业用电较多的地区表现更为明显；在没有考虑改善三相负荷不平衡的情况，投切不当时，反而增加了不平衡的情况。

因此，能够同时实现补偿无功功率、以及调节三相负荷不平衡已成为当前配电系统亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，其能够在进行无功补偿的同时调节三相负荷不平衡、并在低电压状况发生时进行补偿。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，所述系统包含有串接在输电线路上的互感器，所述互感器连接至主控电路，所述输电线路分别经多个调理电路后连接至与调理电路相对应的用户负载，所述主控电路的控制输出端连接至调理电路，所述调理电路包含有换相开关、调压模块和补偿电路构成；所述换相开关包含有三个电子开关，三个电子开关的一端分别连接至输电线路的a/b/c三相，三个电子开关的另一端连接在一起构成换相开关的输出端；所述调压模块包含有一自耦变压器，所述自耦变压器的左端引出线连接至零线，自耦变压器的右端引出线经电子开关连接至换相开关的输出端，且自耦变压器的中间抽头经电子开关连接至换相开关的输出端，且自耦变压器的右端引出线构成调压模块的输出端；所述补偿电路的电子开关的一端连接至调压模块的输出端，补偿电路的电子开关的另一端经补偿电容连接至零线；所述调压模块的输出端连接至用户负载。

本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，主控电路通过互感器获取输电线路上的a/b/c三相情况，当主控电路检测到三相不平衡发生时，通过换相开关切换相应的回路，从而实现三相不平衡的调节；当主控电路检测到电压起伏时，通过对调压模块中的自耦变压器的切换，实现降压或升压，从而实现电压稳定调节；通过补偿电路的加入在进行三相不平衡调节和电压稳定调节的同时进行无功补偿。

本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，所述主控电路包含有模数转换电路、处理器和无线通信模块，所述互感器经模数转换电路连接至处理器，所述处理器连接至无线通信模块，电子开关上连接有无线接收模块，上述无线通信模块与无线接收模块通信相连。

本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，所述补偿电容为单一电容，或者为三角形电容组，或者为星形电容组。

本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，所述电子开关包含有晶闸管和磁保持继电器开关，且磁保持继电器开关与晶闸管相互并联；且晶闸管的控制极连接至主控电路的控制输出端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过换相开关、调压模块和补偿电路的协同作用，可以有效地调节低压配电网中的三相不平衡负荷并对功率因数进行补偿，使三相不平衡调节和无功优化同时进行，并且通过调压模块实现电压调整，从而实现电能的综合质量。

附图说明

图1为本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统的电路框图。

图2为本发明一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统的调理电路的电路框图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明涉及的一种基于综合电能质量治理的主动负荷调控系统，所述系统包含有串接在输电线路上的互感器，所述互感器连接至主控电路，所述输电线路分别经多个调理电路后连接至与调理电路相对应的用户负载，所述主控电路的控制输出端连接至调理电路，其特征在于：

所述调理电路包含有换相开关、调压模块和补偿电路构成；所述换相开关包含有三个电子开关，三个电子开关的一端分别连接至输电线路的a/b/c三相，三个电子开关的另一端连接在一起构成换相开关的输出端；所述调压模块包含有一自耦变压器，所述自耦变压器的左端引出线连接至零线，自耦变压器的右端引出线经电子开关连接至换相开关的输出端，且自耦变压器的中间抽头经电子开关连接至换相开关的输出端，且自耦变压器的右端引出线构成调压模块的输出端；所述补偿电路的电子开关的一端连接至调压模块的输出端，补偿电路的电子开关的另一端经补偿电容连接至零线；所述调压模块的输出端连接至用户负载；

主控电路通过互感器获取输电线路上的a/b/c三相情况，当主控电路检测到三相不平衡发生时，通过换相开关切换相应的回路，从而实现三相不平衡的调节；当主控电路检测到电压起伏时，通过对调压模块中的自耦变压器的切换，实现降压或升压，从而实现电压稳定调节；通过补偿电路的加入在进行三相不平衡调节和电压稳定调节的同时进行无功补偿；

进一步的，所述主控电路包含有模数转换电路、处理器和无线通信模块，所述互感器经模数转换电路连接至处理器，所述处理器连接至无线通信模块，电子开关上连接有无线接收模块，上述无线通信模块与无线接收模块通信相连；

进一步的，所述补偿电容为单一电容，或者为三角形电容组，或者为星形电容组；

进一步的，所述电子开关包含有晶闸管和磁保持继电器开关，且磁保持继电器开关与晶闸管相互并联；且晶闸管的控制极连接至主控电路的控制输出端(即晶闸管的控制极通过无线接收模块连接至主控电路的无线通信模块)；

本发明具有的功能：

(1)三相不平衡治理：能够对配电网三相不平衡进行调节，使三相支路平均分配负荷，降低三相不平衡引起的三相负载及变压器损耗，提高供电质量和供电可靠性，降低用户投诉率；在进行三相不平衡治理的过程中实现了不停电切换——采用晶闸管和磁保持继电器开关方式实现过零换相技术，换相时间最大10ms，能够避免在负荷投切瞬间产生的较大涌流，避免对用户的用电设备产生影响；同时，晶闸管和磁保持继电器开关方式相互并联的方式避免了器件长期运行带来的发热问题，将大幅提高配网运行稳定性和安全性，装置自身损耗小，接近零损耗，对环境无电磁污染、无噪声污染；同时，可实现智能缺相保护——对于单相线路故障引起的用户断电，可快速断开故障相，同时系统进行快速计算，并将用户切换至线路电流裕度最大的正常相运行，避免用户断电，提高供电质量；

(2)无功补偿：通过补偿电容在进行三相不平衡治理的同时现实无功补偿；

(3)低电压补偿：通过自耦变压器的加入，在低电压状态下通过晶闸管可方便的切换自耦变压器的连接状态，从而快速实现升压切换对低电压状态进行补偿，维持用户负载端的电压稳定性；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。