一种低压三相不平衡优化控制装置的制作方法

本实用新型涉及电力系统自动化监控领域，具体地，涉及一种低压三相不平衡优化控制装置。

背景技术：

低压配电网是电力系统的末端，低压配电网采用三相四线制方式，配电变压器低压侧采用Yn0接线，电网的不平衡会增加线路及变压器的损耗，降低变压器的出力，影响电网的供电质量。

我国的低压配电网点多面广、结构复杂、负荷性质多样、负荷变化波动大，并且随着人们生活水平的不断提高，大功率用电设备越来越多，用户的用电水平和用电规律参差不齐，再加上治理三相不平衡的技术相对欠缺，管理不到位，导致三相负荷的不平衡问题日益突出，严重影响着供电质量以及低压配网运行的安全性。三相不平衡问题亟待得到解决。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种低压三相不平衡优化控制装置，不仅能实现三相负荷平衡的自动调整和线路末端低电压的监测与改善，还能实现营销管理。

为实现上述目的，本实用新型所述的低压三相不平衡优化控制装置，包括：三相数字电度表、三相电流采集模块、剩余电流断路器、负荷平衡自动换相开关、台区公变监控终端和数据服务器，其中：

所述三相数字电度表的输入端连接台区内分支线路，输出端连接到所述台区公变监控终端，所述三相数字电度表采集所在支路的电度量并传输给所述台区公变监控终端；

所述三相电流采集模块的输入端连接台区内分支线路，输出端连接到所述台区公变监控终端，所述三相电流采集模块采集所在线路的三相负荷电流并传输给所述台区公变监控终端；

所述剩余电流断路器连接在台区内分支线路中，并与所述台区公变监控终端通讯连接，所述剩余电流断路器根据公变监控终端命令控制线路投切；

所述负荷平衡自动换相开关连接在台区内分支线路中，并与所述台区公变监控终端通讯连接，所述负荷平衡自动换相开关实时监测自身带载回路的电流电压大小，根据所在线路的负荷平衡度及所述公变监控终端的命令自动切换各相负荷；

所述台区公变监控终端与所述数据服务器连接，将接收的所有数据上传到所述数据服务器。

优选地，所述台区公变监控终端通过RS485串行通讯与所述三相数字电度表、所述剩余电流断路器、所述三相电流采集模块连接。

优选地，所述台区公变监控终端通过无线及载波通讯实现与所述负荷平衡自动换相开关的连接。

优选地，所述台区公变监控终端通过GPRS/3G/4G无线通讯将所有数据上传到所述数据服务器。

优选地，所述负荷平衡自动换相开关为带有无线和载波传输通讯接口的负荷平衡自动换相开关。

优选地，所述负荷平衡自动换相开关内安装有单相电容及单相电阻，用于调节单相功率平衡。

优选地，所述负荷平衡自动换相开关内安装有相间电容及相间电阻，用于调节三相功率平衡。

优选地，所述负荷平衡自动换相开关采用永磁继电器作为动作元件，能够实现不停电换相。

优选地，所述装置进一步包括根据支路三相负荷的不平衡情况对相线负荷大小做出调整决定的管控机，所述管控机与所述数据服务器连接。

更优选地，所述管控机与所述数据服务器处于用一个网络中，通过网络共享访问所述台区公变监控终端上传到所述数据服务器中的数据。

本实用新型通过自动采集各种数据，能实现负荷平衡自动换相，达到了不停电换相、及过零换相的目的。同时负荷平衡自动换相开关具有相间电阻及电容，可以实现三相相间无功功率及有功功率的转换，以最小的容量实现最优的负荷平衡。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型改写了人工调相的历史，极大的减少了人力管理成本，提高了经济效益。

2、本实用新型是在线实时三相负荷不平衡自动调整，改变了以往人工调整滞后且不准确的现象，既省时，又省力。

3、本实用新型可以自动调整三相负荷，降低台区低压线损，减少电气设备的烧坏，对线路末端低电压现象有一定的治理效果，提高了台区供电可靠性。

4、本实用新型中台区三相负荷不平衡以及台区各项参数数据实时保存在后台数据服务器上，实现数据共享，提高了现代化管理水平，各级管理人员能及时、准确、全面地了解低压台区运行情况，为经营管理提供详实、可靠的数据依据。

5、本实用新型中还采集了各台区各线路的电度量，为实现一体化营销管理提供全面的数据支撑。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型装置一实施例结构示意图；

图2为本实用新型一应用实施例的原理图；

图3为本实用新型一实施例中负荷平衡自动换相开关电路图；

图中：三相数字电度表1、三相电流采集模块2、剩余电流断路器3、负荷平衡自动换相开关4、台区公变监控终端5、数据服务器6、管控机7、网关8。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1-图2所示，一种低压三相不平衡优化控制装置，包括：三相数字电度表1、三相电流采集模块2、剩余电流断路器3、负荷平衡自动换相开关4、台区公变监控终端5、数据服务器6、管控机7。其中：三相数字电度表1、三相电流采集模块2、剩余电流断路器3、负荷平衡自动换相开关4安装在台区线路中，并均与台区公变监控终端5连接；

所述三相数字电度表1直接采集安装所在支路的电度量，并传给台区公变监控终端5；

所述三相电流采集模块2直接采集安装所在线路的三相负荷电流，并传给台区公变监控终端5；

所述剩余电流断路器3根据台区公变监控终端5命令控制线路投切；

所述负荷平衡自动换相开关4实时监测自身带载回路的电流电压大小，根据所在线路的负荷平衡度及所述台区公变监控终端5的命令自动切换各相负荷；

台区公变监控终端5与数据服务器6连接，将接收的所有数据上传到数据服务器6。

进一步的，在部分优选实施例中，所述台区公变监控终端5通过RS485串行通讯与所述三相数字电度表1、所述剩余电流断路器3、所述三相电流采集模块2连接。

进一步的，在部分优选实施例中，所述台区公变监控终端5通过无线及载波通讯实现与所述负荷平衡自动换相开关4的连接。

进一步的，在部分优选实施例中，所述台区公变监控终端5通过GPRS/3G/4G无线通讯将所有监测数据上传到所述数据服务器6。

进一步的，在部分优选实施例中，所述管控机7与数据服务器6处于用一个网络中，通过网络共享访问台区公变监控终端5上传到数据服务器6中的数据。

进一步的，在部分优选实施例中，所述负荷平衡自动换相开关4可以使带有无线和载波传输通讯接口的负荷平衡自动换相开关4。

更进一步的，负荷平衡自动换相开关4内安装有单相电容及单相电阻，有用调节单相功率平衡；负荷平衡自动换相开关4内安装有相间电容及相间电阻，用于调节三相功率平衡；在一具体实施例中，所述负荷平衡自动换相开关4可以采用如图3所示的电路结构，其中：A、B、C为三相电源，K1为相间功率平衡开关，K2为单相功率平衡开关，C1为相间功率平衡电容，C2为单相功率平衡电容，R1为相间功率平衡电阻，R2为单相功率平衡电阻。多个上述的元器件通过采用图3的电路连接形成一个负荷平衡自动换相开关4，能实现上述的各项功能。

另外，在其他实施例中，所述负荷平衡自动换相开关4采用永磁继电器作为动作元件，能够实现不停电换相。

同时，所述负荷平衡自动换相开关4还监测相线路的末端电压、表箱单元的电流，并由台区公变监控终端5上传至后台数据服务器6。同时监测相线路的末端电压、表箱单元的电流，并由台区公变监控终端5上传至后台数据服务器6。

后台管控机7通过共享后台数据服务器6的数据，依据得到的支路三相负荷的不平衡情况对相线负荷大小做出调整决定，由负荷平衡自动换相开关4进行相线负荷相位的自动调整，从而实现“低电压”二级联调。

基于上述的优选结构，本实用新型在具体应用时：

台区内每个分支线路的始端均安装一台三相电流采集模块2，此模块直接采集所在线路的三相负荷电流；

台区公变监测终端与各三相电流采集模块2之间通过RS485进行通信；

台区内每个分支线路根据实际需要安装若干负荷平衡自动换相开关4；

负荷平衡自动换相开关4实时监测自身带载回路的电流电压大小；

台区公变监测终端5与各负荷平衡自动换相开关4之间通过无线及载波的方式进行通信；

台区公变监测终端5根据各分支线路始端三相电流采集模块2实时监测各支路的不平衡度，并结合该支路各负荷平衡自动换相开关4的负荷大小，得到最优调平策略，实现支路平衡，最终实现变压器平衡。

台区内每个分支线路安装一台三相数字电度表1，数据经RS485上传到台区公变监测终端5，为营销管理提供数据支撑。

所述负荷平衡自动换相开关4是整个装置的执行机构，是一种智能投切装置。在一实施例中，所述负荷平衡自动换相开关4采用永磁继电器作为动作元件，永磁继电器具有带载能力强、功耗小、动过速度快、损耗小、运行可靠、成本低等特点。基于永磁继电器的特性，本装置实现了不掉电换相的功能，换相过程中不会导致用户供电的中断，保证了供电质量。

所述台区公变监控终端5作为装置的“大脑”，是集采样、运算、通信、人机交互、智能组网、平衡逻辑技术于一体的智能控制装置，该装置可以采用现有技术实现。

所述三相电流采集模块2采集台区低压侧分支线路三相负荷电流，通过485串口将分支线路电流传输给台区公变监测终端5。

具体的，在部分实施例中：

所述台区公变监测终端5实现对配变低压侧及台区所有出线关口数据数据采集，通过无线及载波技术与台区下辖低压电网中的负荷平衡自动换相开关4进行通讯。台区公变监控终端5周期性接收各负荷平衡自动换相开关4节点数据，以台区低压电网为优化区域。

所述台区公变监测终端5在配变低压侧进行有功不平衡的二次平衡优化及增益调整。在低压线路三相负荷平衡优化的基础上，通过无线通讯控制负荷平衡自动换相开关4，利用投切负荷平衡自动换相开关4内部的相间电容器可以转移各相有功功率的方法，同时一并巧妙利用了负荷系统中的电感进行调补，从而实现了在补偿功率因数的同时小范围的调整不平衡有功电流的目的，作为对低压电网三相不平衡优化的进一步优化补充，实现三相不平衡优化的最大化，实现更大效益。

所述台区公变监测终端5实现对台区的无功就地平衡和三相无功不平衡调整，通过无线通讯控制负荷平衡自动换相开关4，利用投切负荷平衡自动换相开关4内部的相间电阻器可以转移各相无功功率的方法，就地平衡不但补偿用户侧的无功消耗，而且要补偿配变自身的无功消耗，实现高压侧无功零交换。三相无功不平衡调整通过分相进行补偿，实现无功三相不平衡度的最低。

由上述可见，本实用新型是在线实时三相负荷不平衡自动调整，改变了以往人工调整滞后且不准确的现象，既省时，又省力。本实用新型中台区三相负荷不平衡以及台区各项参数数据实时保存在后台数据服务器上，实现数据共享，提高了现代化管理水平，各级管理人员能及时、准确、全面地了解低压台区运行情况，为经营管理提供详实、可靠的数据依据。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。