一种换相投切设备的制作方法

1.本实用新型涉及电力换相投切领域，具体涉及一种换相投切设备。


背景技术：

2.国内配电网选择的供电方式主要是三相四线制，某一相负荷快速增加或者减小，都会增加配电网三相不平衡，一旦三相不平衡程度加大，又会危害配电网的相关设备，严重的不平衡会增大变压器的损耗，导致变压器励磁电流增大，严重的时候可能会损坏变压器，同时也会危害用户的设备，造成很大的经济损失。
3.目前在改善三相不平衡方面，常采用的手段有：负载补偿装置、配电网络重构、三相平衡优化换相，其中，三相平衡优化换相策略应用较为广泛，其普遍采用定期统计配变低压侧三相不平衡度，在超过限制时通过在低压负荷端人工改变负荷的接入相别的方式降低三相不平衡度。这种人工换相在调整过程中会造成用户的暂时停电，并且换相完成后也只能解决某个时段的不平衡问题，不能长久的解决问题。因此，人们希望运用智能换相装置来改善配电网三相不平衡，其能够实现对电网进行自动采样、运算、通信，并通过预设的智能换相策略，得出配电网最优换相方案，通过开关自动相序切换，最终实现电网的三相平衡。由于智能换相装置的换相执行终端在进行投切时是以电压电流的过零时刻为参考，而在现有技术中的智能换相装置只采用一种过零时刻检测方法，而一种过零时刻检测方法使用环境受限，无法适应多样化负荷动态运行复杂场景中，导致在过零点检测精度较低，进而影响三相不平衡改善效果。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中只智能换相装置采用一种过零时刻检测方法，导致无法适应多样化负荷动态运行复杂场景的缺陷，从而提供一种换相投切设备。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型实施例提供一种换相投切设备，包括：采样设备、软件零点检测设备、硬件零点检测设备、控制器及换相投切执行机构，其中，
7.所述采样设备用于采集待投切设备的待检测信号，并将所述待检测信号发送至所述软件零点检测设备和所述硬件零点检测设备；
8.所述硬件零点检测设备用于对所述待检测信号进行零点检测得到第一零点时刻，并将所述第一零点时刻发送至所述控制器；
9.所述软件零点检测设备用于对所述待检测信号进行零点检测得到第二零点时刻，并将所述第二零点时刻发送至所述控制器；
10.所述控制器用于对所述第一零点时刻和所述第二零点时刻进行比较，生成换相投切控制信号，并将所述换相投切控制信号发送至所述换相投切执行机构；
11.所述换相投切执行机构用于根据所述换相投切控制信号对所述待投切设备执行
换相投切动作。
12.可选地，换相投切设备，还包括：通讯模块及交互模块，其中，
13.所述通讯模块用于接收上级控制设备的投切指令，并将所述投切指令发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述投切指令生成换相投切控制信号；
14.所述交互模块用于接收人工操作投切指令，并将所述投切指令发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述投切指令生成换相投切控制信号。
15.可选地，换相投切设备，还包括：驱动电路，所述驱动电路用于根据所述控制器发送的所述换相投切控制信号驱动所述换相投切执行机构动作。
16.可选地，所述换相投切执行机构为继电器。
17.可选地，所述控制器为单片机。
18.可选地，所述硬件零点检测设备为比较器。
19.可选地，所述采样设备包括：电流采样电路及电压采样电路。
20.本实用新型技术方案，具有如下优点：
21.本实用新型提供的换相投切设备，包括：采样设备、软件零点检测设备、硬件零点检测设备、控制器及换相投切执行机构，其中，采样设备用于采集待投切设备的待检测信号，并将待检测信号发送至软件零点检测设备和硬件零点检测设备；硬件零点检测设备用于对待检测信号进行零点检测得到第一零点时刻，并将第一零点时刻发送至控制器；软件零点检测设备用于对待检测信号进行零点检测得到第二零点时刻，并将第二零点时刻发送至控制器；控制器，用于对第一零点时刻和第二零点时刻进行比较，生成换相投切控制信号，并将换相投切控制信号发送至换相投切执行机构；换相投切执行机构用于根据换相投切控制信号对待投切设备执行换相投切动作。通过采用多个零点检测方法结合的方式对待检测信号进行零点检测，使得即使其中一种方法检测效果欠佳时，另外一种方法仍然可以作为补充，通过多维度精准过零检测有效解决了多样系统负荷随机性与动态干扰特性对电量信号引发的畸变问题，解决了现有过零检测方案不能普适于多样化负荷动态运行复杂场景中的过零精准识别要求，提高了换相投切设备过零投切的精确性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例中换相投切设备的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
24.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。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.本实用新型实施例还提供一种换相投切设备，如图1所示，包括：采样设备1、软件零点检测设备2、硬件零点检测设备3、控制器4及换相投切执行机构5，其中，
29.采样设备1，用于采集待投切设备的待检测信号，并将待检测信号发送至软件零点检测设备2和硬件零点检测设备3。
30.软件零点检测设备2，用于对待检测信号进行零点检测得到第一零点时刻，并将第一零点时刻发送至控制器4。
31.硬件零点检测设备3，用于对待检测信号进行零点检测得到第二零点时刻，并将第二零点时刻发送至控制器4。
32.控制器4，用于对第一零点时刻和第二零点时刻进行比较，生成换相投切控制信号，并将换相投切控制信号发送至换相投切执行机构5。
33.换相投切执行机构5，用于根据换相投切控制信号对待投切设备执行换相投切动作。
34.在一具体实施例中，上述换相投切设备，还包括：通讯模块6、交互模块7及驱动电路8，其中，
35.通讯模块6，用于接收上级控制设备的投切指令，并将投切指令发送至控制器4，控制器4用于根据投切指令生成换相投切控制信号。
36.交互模块7，用于接收人工操作投切指令，并将投切指令发送至控制器4，控制器4用于根据投切指令生成换相投切控制信号。
37.驱动电路8，用于根据控制器4发送的换相投切控制信号驱动换相投切执行机构5动作。
38.在本实用新型实施例中，换相执行终端输入侧与交流电网采用三相四线制的连接形式。电压电流信号通过采样设备1输入至软件零点检测设备2和硬件零点检测设备3，之后零点检测设备2和硬件零点检测设备3对电压电流信号进行零点检测，得到第一零点时刻及第二零点时刻，并将第一零点时刻及第二零点时刻发送至控制器4生成换相投切控制信号。在正常运行时，换相执行终端采样设备1和硬件零点检测设备3输出的信号不进行分析检测，换相执行终端也不主动动作切换，维持稳定运行，如果通讯模块6收到上级的指令或通过人工操作交互模块7发送指令，则开始采集，控制器4控制将一周期的信号由采样设备1和软件零点检测设备2依次进行分析获取其频率谱和相位谱。随后依据前述过零点检测过程
获取软件检测过零点，联合硬件零点检测设备3获取的硬件检测过零点，由驱动电路8控制换相投切执行机构5在其所在相过零时动作，最终实现其负载所在相的切换，消除电网中的三相不平衡现象并避免过程中产生电弧，避免了拉弧使得分断失败造成短路，延长了换相执行终端的使用寿命。
39.在本实用新型实施例中，软件零点检测设备2为现有检测设备，其内部存储有预先设置好的现有算法进行零点检测，其现有算法在此不再赘述。硬件零点检测设备3为比较器。控制器4为单片机。换相投切执行机构5为继电器。通讯模块6、交互模块7均采用现有的通讯设备。驱动电路8采用现有的驱动电路，仅以此为例，不以此为限。
40.本实用新型提供的换相投切设备，包括：采样设备、软件零点检测设备、硬件零点检测设备、控制器及换相投切执行机构，其中，采样设备用于采集待投切设备的待检测信号，并将待检测信号发送至软件零点检测设备和硬件零点检测设备；硬件零点检测设备用于对待检测信号进行零点检测得到第一零点时刻，并将第一零点时刻发送至控制器；软件零点检测设备用于对待检测信号进行零点检测得到第二零点时刻，并将第二零点时刻发送至控制器；控制器，用于对第一零点时刻和第二零点时刻进行比较，生成换相投切控制信号，并将换相投切控制信号发送至换相投切执行机构；换相投切执行机构用于根据换相投切控制信号对待投切设备执行换相投切动作。通过采用多个零点检测方法结合的方式对待检测信号进行零点检测，使得即使其中一种方法检测效果欠佳时，另外一种方法仍然可以作为补充，通过多维度精准过零检测有效解决了多样系统负荷随机性与动态干扰特性对电量信号引发的畸变问题，解决了现有过零检测方案不能普适于多样化负荷动态运行复杂场景中的过零精准识别要求，提高了换相投切设备过零投切的精确性。
41.在一实施例中，采样设备1包括：电流采样电路及电压采样电路。
42.在一具体实施例中，电流采样电路及电压采样电路均为现有的采样电路。在本实用新型实施例中，采样设备1通过现有的电流采样电路采集电流信号，用过现有的电压采样电路采集电压信号，并将采集到的的电压电流信号发送至零点检测设备2和硬件零点检测设备3进行零点识别。
43.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。