有功功率平衡装置的制作方法

本实用新型属于低压配电网领域，具体涉及一种有功功率平衡装置。

背景技术：

配电网负荷平衡问题很早已经被提出，在电网改造时对于配电网负荷平衡问题已经得到应对重视，通过优化配电网络等方式，对配电网负荷平衡问题有了一定改善。但由于电网改造规模大、任务重、时间紧，不可能面面俱到(如规划调平三相负荷)；加之改造资金有限，为了降低费用，架设了一定数量的单相两线线路，尤其是低压分支线路中，单相两线线路占一定比例；还有在下户线接火施工中，一些施工人员素质低，没有三相负荷平衡的概念，施工中或随意接单相负荷，或为了不接成380V，把单相负荷都接到中间两根线上，这在一定程度上加重了三相不平衡度。尤其在实施“家电下乡”政策后，大功率家用电器进入寻常百姓家，家用电器单台容量大多数从几百瓦到几千瓦不等，而且都是采用单相 220V电源供电，造成单相负荷激增，而且客户用电水平高低不齐，再加上由于单相用户的不可控增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等，客观上给调查和测量工作带来了困难，很容易造成负荷不平衡。

传统配电网解决负荷不平衡问题主要依靠人为经验，造成各地三相不平衡情况参差不齐，仍然存在较大的线路损耗问题，尤其中性线电流，工作人员靠观测台区变压器出线端三相电流大小判断不平衡电流，然而中性线电流往往被忽视，造成较大的电能损失，同时影响了电网运行的安全。随着国家对节能以及人民对用电可靠性要求的不断提高，需要对农网中存在的三相功率不平衡问题进行更加深入的分析，同时采用先进的技术手段，尽可能减少人为参与因素，解决三相功率不平衡问题。

现阶段，广泛采用的方式为柱上无功补偿装置，安装在台区变压器低压出线侧，一般采用分相无功补偿方式，消除不平衡的无功功率，已达到平衡功率的目的，这种方式实际应用时存在很多问题，一方面，三相功率不平衡除了无功不平衡，同时包含有功不平衡，无功补偿装置无法满足平衡有功不平衡的功能；另一方面，用电负荷组成越来越复杂，无功已经不单单是以感性无功方式出现，而目前采用的是电容式的无功补偿方式，对于线路容性无功束手无策，尽管采用分相补偿，仍起不到消除无功不平衡的作用；第三方面，农网三相不平衡造成的线路损耗主要集中在台区变压器低压线缆，在变压器低压出线安装补偿装置，仍旧无法解决低压线路的损耗；第四方面，由于无法实现连续性，电容分相补偿适用范围大大降低。

目前国内外解决负荷平衡的手段主要有两种：一种是通过合理配置各相负载，使各相负载平衡，从而实现功率平衡的目的。此方法是解决功率不平衡的基本手段，但是由于用户用电的随机性以及用电设备性质不完全一致，无法彻底解决不平衡问题。国外发达国家采用此方法较多，主要是因为电网智能化程度较高，三相功率不平衡问题解决较好；另一种方法是采用负荷平衡智能控制装置，平衡三相功率。

国内外功率平衡技术主要经历了三个阶段，第一个阶段是采用无功补偿手段解决三相不平衡，此方法较为简单，一般采用分相电容补偿方式，消除三相不平衡的无功功率，达到三相平衡的目的，但从其采用的技术方式可以看出，电容补偿仅仅可以解决无功的不平衡，对于有功不平衡及零序电流无法有效解决，存在很大的局限性，尤其用电设备复杂程度越来越高，电容分相补偿已经无法很好的解决三相不平衡问题。随着无功补偿技术的发展，又出现了SVC(静止无功补偿器)与SVG(静止无功发生器)无功补偿方式，可以很好解决电容补偿存在的连续性问题以及补偿方向问题(可容性与感性双向补偿)，但仍旧输出无功补偿范畴，无法彻底解决功率三相不平衡问题。

第二个阶段是采用RLC方式，即通过给线路增加电阻、电感、电容，从物理方面，改变负载特性，电容与电感起到补偿容性无功与感性无功的目的，电阻起到平衡有功的目的，该方法硬件结构简单，但问题也比较突出，一方面电阻、电感、电容参数是固定的，无法动态调节，适应性差，另一方面，采用电阻后，损耗较大，造成电能损失，因而该技术没有得到广泛应用。

第三阶段是采用电力电子技术，随着电力电子技术的快速发展，相关应用越来越广泛，电力电子技术衍生的相关设备已经成为电能转换的主要设备。无论在输电环节(直流输电)还是配电环节(变频器、UPS、LED等)以及新型的无功补偿装置(SVG)都广泛应用，因而电力电子技术为解决三相功率不平衡问题提供了解决方案。

现阶段，国内外研究主要集中在三相无功功率方面，通过SVG分相补偿解决三相无功问题，目前主要集中在工矿企业大功率补偿的应用。对于有功平衡研究较少，尤其对于农网用电分散的场合，还没有太多研究与应用。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术的不足，提供了一种采用基于电力电子技术的平衡装置，用于解决电网的农网的功率不平衡的有功功率平衡装置。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种有功功率平衡装置，包括软启动电流检测滤波电路板、逻辑采样电源电路板、驱动电路板、IGBT逆变模块及DSP，三相电A相、B相、C相接入端分别串联电阻、断路器及电容后与N相连接，所述软启动电流检测滤波电路板的第一端与三相电A相、B相、C相上的电阻连接，软启动电流检测滤波电路板的第二端与三相电A相、B相、C相上的电感串联后与IGBT模块连接，所述软启动电流检测滤波电路板的第三端与逻辑采样电源电路板的第一端连接，逻辑采样电源电路板的第二端与驱动电路板的一端连接，逻辑采样电源电路板的第三端与DSP 连接，驱动电路板的另一端与IGBT模块连接。

进一步地，所述IGBT逆变模块是由多个IGBT元件组成的交流桥及直流电容器构成。

本实用新型在配电网络中并联有源三相平衡装置，在各个集抄点上并联安装在线路中，通过CT检测三相负载功率情况，并计算出三相负载不平衡功率，通过电力电子设备的DSP，在不改变负载总功率的前提下，对三相负载功率消耗进行重新分配，使单相、两相功率消耗或者三相功率消耗不平衡，向三相功率消耗均匀分配。在解决电流幅值相等、三相功率相等的同时，三相相位相差120度，从而消除中线电流。对于电网侧，三相功率总和不变，但每一相功率大小相等，由此即达到三相平衡的目的。

本实用新型并联接入系统中，具有消除三相有功功率不平衡、中线电流等功能，可灵活应用于电力配网系统，实时检测系统负载电流，由DSP运算得到各相需要输出的不平衡电流，采用电力电子功率变换技术，最终实现网侧三相电流平衡，同时消除中线电流。

本实用新型有效避免了采用人工调整的繁琐工作，解放了人力；提高了变压器的出力，降低了变压器损耗，保护了变压器；降低了线路损耗；提高了低压配电网的供电可靠性和安全性。

附图说明

现在参考附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为本实用新型电路原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种有功功率平衡装置，包括软启动电流检测滤波电路板 (1SFA89902R1500)、逻辑采样电源电路板、(1SFA89902R1500)、逻辑采样电源电路板(V500HJ1-CE6)、驱动电路板(AGDR-72C)、IGBT逆变模块及DSP，三相电A 相、B相、C相接入端分别串联电阻、断路器及电容后与N相连接，所述软启动电流检测滤波电路板(1SFA89902R1500)的第一端与三相电A相、B相、C相上的电阻连接，软启动电流检测滤波电路板(1SFA89902R1500)的第二端与三相电A 相、B相、C相上的电感串联后与IGBT模块连接，所述软启动电流检测滤波电路板(1SFA89902R1500)的第三端与逻辑采样电源电路板(V500HJ1-CE6)的第一端连接，逻辑采样电源电路板(V500HJ1-CE6)的第二端与驱动电路板(AGDR-72C)的一端连接，逻辑采样电源电路板(V500HJ1-CE6)的第三端与DSP连接，驱动电路板 (AGDR-72C)的另一端与IGBT模块连接。

进一步地，所述IGBT逆变模块是由多个IGBT元件组成的交流桥及直流电容器构成。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。应当理解，以上的描述意图在于说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，根据本实用新型的启示可以做出很多改型以适于具体的情形或材料而没有偏离本实用新型的范围。通过阅读上述描述，权利要求的范围和精神内的很多其它的实施例和改型对本领域技术人员是显而易见的。