三相负荷自动平衡单相电能计量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了三相负荷自动平衡单相电能计量装置，该装置除具有传统单相电能计量功能以外，还可以自动将输出端所控制的配网负荷从负荷较重一相切换到负荷较轻一相，从而解决现有人工操作方式需切除负荷，给电网造成负荷损失，操作危险等问题。包括电量采集模块、计量模块，还包括三相相电压采集变送装置、三相输出控制开关、自动控制电路、用于将三相高压交流电转换为单相低压直流电的整流电源，电能计量装置输入的三相上安装有三相输出控制开关，三相相电压采集变送装置采集电能计量装置输入的三相相电压，将采集信号传给与之相连的自动控制电路，自动控制电路与三相输出控制开关连接。

Three phase load automatic balance single phase electric energy metering device

The utility model discloses a three-phase load automatic balance single phase electric energy metering device. In addition to the traditional single phase electric energy metering function, the device can automatically switch the load of the distribution network controlled by the output from the heavy load to the lighter load, thus solving the existing human operation mode to remove the load and give the power grid to the power grid. It causes the problem of load loss, operation danger and so on. It includes the electricity collection module and the metering module. It also includes three phase phase voltage acquisition and transmission device, three phase output control switch, automatic control circuit, the three-phase high voltage alternating current to the single-phase low voltage DC power supply. The three-phase output control switch is installed on the three-phase input of the electric energy metering device, and the three-phase phase electric power is installed. The voltage acquisition and transmission device collects the three-phase phase voltage input from the electric energy metering device, and transfers the acquisition signal to the automatic control circuit connected to it, and the automatic control circuit is connected with the three phase output control switch.

【技术实现步骤摘要】
三相负荷自动平衡单相电能计量装置
本技术涉及一种具有就地检测三相电压差值、判定三相负荷不平衡功能和自动有载切换负荷功能的单相电能计量装置。
技术介绍
对于配网的三相负荷不平衡问题，目前的解决方法是：由检修人员从智能配网监控平台上查询配网各台区的电流值（负荷），当发现负荷不平衡时，先切除负荷（停电），然后人工登杆作业，拆除负荷引下线的原有接头并搭接到负荷较轻的另外一相，最后恢复供电。这种工作方式存在以下缺点：①需要切除负荷，给电网造成负荷损失，并影响供电服务质量，对用户的正常用电和生活造成了不便。②人工登杆作业，费时费力，有高空坠落等风险。③若存在平行、邻近、交叉跨越、同杆架设线路，可能会发生人员误碰触电和感应电伤人事故。④需要人工查看监控平台，效率低下，存在人为因素造成差错的可能性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型单相电能计量装置，该装置除具有传统单相电能计量功能以外，还可以自动将输出端所控制的配网负荷从负荷较重一相切换到负荷较轻一相，从而解决现有人工操作方式需切除负荷，给电网造成负荷损失，操作危险等问题。本技术采用的技术方案如下。一种三相负荷自动平衡单相电能计量装置，包括电量采集模块、计量模块，还包括三相相电压采集变送装置、三相输出控制开关、自动控制电路、用于将三相高压交流电转换为单相低压直流电的整流电源，电能计量装置输入的三相上安装有三相输出控制开关，三相相电压采集变送装置采集电能计量装置输入的三相相电压，将采集信号传给与之相连的自动控制电路，自动控制电路与三相输出控制开关连接。根据所述的三相负荷自动平衡单相电能计量装置，电能计量装置输入的每根相线上均安装三相输出控制开关。根据所述的三相负荷自动平衡单相电能计量装置，三相输出控制开关为交流接触器或磁保持继电器。根据所述三相负荷自动平衡单相电能计量装置，自动控制电路采用单片机作为主控，三相交流电压变送器采集三相电压，传送至AD转换芯片进行AD转换，电压信号输入至单片机的输入接口；单片机输出接口经步进电机驱动芯片，与三组继电器连接，继电器常开触点接入三相线路；液晶显示屏与单片机的输出接口连接。根据所述三相负荷自动平衡单相电能计量装置，自动控制电路采用80C51单片机作为主控，AD转换芯片使用PCF8591芯片进行AD转换，信号输入至单片机的P3.6、P3.7口；单片机P1.0、P1.1、P1.2口经由ULN2003芯片驱动三组继电器；液晶显示屏与单片机的P0口、P2.3~2.5口并行控制连接。根据所述三相负荷自动平衡单相电能计量装置，黄绿红三只LED接于单片机的P2.0~2.2口，自动控制电路采用38kHz红外接收管接于单片机的P3.4口；自动控制电路采用CH340作为USB程序下载通道，接于单片机P3.0、P3.1口。与现有技术相比，本技术的有益效果是：①有载调节：安装使用本装置后，可以在不停电的情况下，带用户负荷完成调相操作，不会造成负荷损失和客户投诉。②自动调节：装置自动判定其控制的负荷所在的一相负荷过重，然后这一路负荷切换到负荷较轻的一相上去，不需要人工查看监控平台。③随机延时：引入“随机倒计时”机制，防止多路负荷同时切换造成电网波动。④无需通讯：本装置以其所在位置的三相相电压最大差值△U为判据，可以通过就地采集三相相电压作为“负荷不平衡”的判别依据，而非台区变压器出口处的电流值。因此不需要在台区变压器处安装三相电流的测量装置，也不需要与其他装置、其他监控平台，或在各调节装置之间进行通讯。因此，节约了重新架设电缆、光纤等通讯介质的费用，也不需要租赁电信运营商的GPRS通道，极大地节约了安装和使用成本。⑤无人操作：整配网三相负荷时，不需要人工登高作业，没有高空坠落、误入带电间隔、误碰带电体、感应电伤人等安全风险，有效保障人身安全。⑥手动调节：检修人员可以根据现场需要或上级命令，使用遥控器就地操作本装置，将用户负荷接入某一相，或直接切除负荷。⑦计量功能：装置本身具有单相电能计量功能，可直接替代原有的单相电能计量装置；同时根据国网公司有关规定，单相表箱中接入的下户线已经为三相四线制，因此只需在原有表箱中增加部分配线即可实现自动切换负荷功能。本装置造价低廉、安装方便、结构简单、安全可靠，只需在已经引入AC380V三相四线制的表箱中直接替换原有单相电能计量装置并重新配线，即可收到明显的效果。附图说明图1为本技术控制电路的结构示意图。图2为本技术的控制逻辑流程图。图3为本技术以单片机为实施例，自动控制电路及其外围电路电路示意图。具体实施方式实施例下面结合附图对本技术做进一步说明。该装置输入AC380V三相四线制、输出AC220V单相电；除具有传统单相电能计量功能以外，还可以在电能计量装置内部通过采集装置输入三相相电压、计算三相相电压最大值与最小值的差值，并根据该电压差值是否超过设定阈值作为“配网三相负荷不平衡”的判断依据，从而自动将输出端所控制的配网负荷从负荷较重一相切换到负荷较轻一相，解决上述已有技术中提出的问题。具有就地检测三相电压差值、判定三相负荷不平衡功能和自动有载切换负荷功能的单相电能计量装置，除普通电能计量装置原有的电量采集、计量等相应部件以外，还包括三相相电压采集变送装置（三相电压采集变送器）、三相输出控制开关、自动控制电路、遥控发射装置与接收装置、将三相高压交流电转换为单相低压直流电的整流电源，以及其他辅助电路。电能计量装置输入的三相上安装有三相输出控制开关，三相相电压采集变送装置采集电能计量装置输入的三相相电压，将采集信号传给与之相连的自动控制电路，自动控制电路与三相输出控制开关连接。其中，三相相电压采集变送器包括但不限于：利用普通单相电能计量装置原有电量采集电路升级改造，或重复三组分别用于三相测量、将普通三相电能计量装置原有的电量采集电路进行移植改造、另行装设新的相电压采集变送装置等电压采集常规手段。三相输出控制开关包括但不限于：交流接触器、磁保持继电器或其他使用低压小电流控制高压大电流的开关装置，用于操纵负荷分别接入到A相、B相或C相上去。自动控制电路包括但不限于继电器、单片机、DSP/DSC、PLC、嵌入式系统、工业控制计算机、对原有电能计量装置控制电路进行改造或其他自动控制电路，以及配套的控制软件。遥控发射装置与接收装置可以为实体键盘，遥控器和遥控接收电路结合，远程通讯端口或其他人机交互方案。本技术自动控制电路，以单片机方案为例。自动控制电路采用80C51单片机作为主控。三相电压采集变送器使用三相交流电压变送器将AC0-250V线性变换为DC0-5V，使用PCF8591芯片进行AD转换，电压信号输入至单片机的P3.6（SCL）、P3.7（SDA）口。单片机经过计算，将结果输出。输出部分采用三组继电器常开触点控制，由单片机P1.0、P1.1、P1.2口经由步进电机驱动芯片，ULN2003芯片进行驱动。此外本方案可以选配液晶显示器作为结果输出设备。采用一块LCD2004液晶显示屏（选配）用于显示装置信息以便于调试。液晶显示屏由单片机的P0口、P2.3~2.5口并行控制。自动控制电路采用分别为黄、绿、红色的三只LED用于显示，当前输出端接于三相电的哪一相。三只LED连接在单片机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相负荷自动平衡单相电能计量装置，包括电量采集模块、计量模块，其特征在于，还包括三相相电压采集变送装置、三相输出控制开关、自动控制电路、用于将三相高压交流电转换为单相低压直流电的整流电源，电能计量装置输入的三相上安装有三相输出控制开关，三相相电压采集变送装置采集电能计量装置输入的三相相电压，将采集信号传给与之相连的自动控制电路，自动控制电路与三相输出控制开关连接。

【技术特征摘要】
1.一种三相负荷自动平衡单相电能计量装置，包括电量采集模块、计量模块，其特征在于，还包括三相相电压采集变送装置、三相输出控制开关、自动控制电路、用于将三相高压交流电转换为单相低压直流电的整流电源，电能计量装置输入的三相上安装有三相输出控制开关，三相相电压采集变送装置采集电能计量装置输入的三相相电压，将采集信号传给与之相连的自动控制电路，自动控制电路与三相输出控制开关连接。2.根据权利要求1所述的三相负荷自动平衡单相电能计量装置，其特征是，电能计量装置输入的每根相线上均安装三相输出控制开关。3.根据权利要求1或2所述的三相负荷自动平衡单相电能计量装置，其特征是，三相输出控制开关为交流接触器或磁保持继电器。4.根据权利要求1所述的三相负荷自动平衡单相电能计量装置，其特征是，自动控制电路采用单片机作为主控，三相交流电压变送器采集三相电压，传送至AD转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一帆，李强，刘海波，卞俊善，杨东，杨斌，张健，李全建，马兆国，徐可新，刘振虎，宗慧芳，梁萌，闫洪林，郭光成，朱大勇，梁波，朱先振，马灿，高文祥，田中伟，李正刚，徐希齐，马平，李显达，颜大智，王薇，赵联政，刘新洋，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司枣庄供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东,37