混合型三相负荷不平衡自动调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术混合型三相负荷不平衡自动调整装置，属于配电系统三相负荷调节技术领域，解决了配电线路负荷不平衡的技术问题；本发明专利技术包括主控制器、三相智能调平模块、补偿电容、散热系统、无线模块、显示模块、互感器模块、外围开关和保护模块；主控制器负责整个混合补偿的机制以及各模块的配合运行；三相智能调平模块实现三相负荷的线性转换，提高功率因素，稳定电压等主要功能；补偿电容实现有功无功的阶跃式补偿；散热系统实现装置内部散热；无线模块实现装置自组网功能；显示模块实现显示电流、电压值；互感器模块负责采集电流信号；外围开关实现对强电，电和电容的控制；保护模块分防雷模块和电流保护模块线成，保护整机的稳定运行。

Mixed three phase load imbalance automatic adjustment device

The invention belongs to the technical field of three-phase load regulation of distribution system, and solves the technical problem of unbalanced load of distribution line; the invention comprises a main controller, a three-phase intelligent leveling module, a compensation capacitor, a cooling system, a wireless module, a display module and a transformer module. Peripheral switch and protection module; main controller is responsible for the whole hybrid compensation mechanism and the coordination of each module; three-phase intelligent leveling module to achieve three-phase load linear conversion, improve power factors, stabilize voltage and other main functions; compensation capacitor to achieve active and reactive power step compensation; cooling system to achieve devices Internal heat dissipation; wireless module to achieve device self-organizing network function; display module to display current and voltage values; transformer module to collect current signals; peripheral switches to achieve strong electricity, electricity and capacitance control; protection module divided into lightning protection module and current protection module wired to protect the stable operation of the whole machine.

【技术实现步骤摘要】
混合型三相负荷不平衡自动调整装置
本专利技术属于配电系统三相负荷调节
，具体涉及一种混合型三相负荷不平衡自动调整装置。
技术介绍
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。我国在三相不平衡治理方面起步比较晚，特别是在配电自动化技术应用方面，许多电力公司都采取以下措施：加粗分支线单相线的线径，降低线路损耗，改善用电质量；采用在支线处安装单相提升变压器或采用缩短供电半径的方法来解决问题；直接对原有主变压器进行增容；在变压器下端安装无功补偿箱或综合配电箱；人工手动投切法等。这些方式尽管是耗费了大量的人力物力，但都不能从根本解决三相负荷不平衡问题,对电能质量的治理收效甚微。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是一种混合型三相负荷不平衡自动调整装置，解决配电线路负荷不平衡的技术问题。为解决上述技术问题本专利技术提供以下技术方案：本专利技术混合型三相负荷不平衡自动调整装置包括主控制器、三相智能调平模块、补偿电容、散热系统、无线模块、显示屏、指示灯、温度控制器、互感器模块、外围开关、保护模块、接线端子、零排接线端子；主控制器为智能控制器；三相智能调平模块包括电力电子器件、大功率IGBT和DSP模块；DSP模块有多个RAM存取单元，实现数据多重数据备份；通过操作显示屏，实现对DSP功能的配置；补偿电容为Kvar级的电容器；散热系统包括温度控器和风扇；外围开关包括断路器、三相空开、单相空开和电容投切开关；保护模块包括防雷模块和电流保护模块；互感器模块包括电流互感器和互感器接线排；无线模块为LORA模块，负责无线数据传输；主控制器贯通各个模块，用于整个设备的控制与运行；显示屏用于显示各项电流值、电压值、平衡信息、故障信息和功率因素；温度控制器通过导线与风扇连接，温度控制器通过RS485将信息传送到主控器；三相电源A、B、C均通过断路器接入电源，零线接到零排接线端子；电流互感器分三相三组接到互感器接线排；每个三相空开用于控制对应的三相型电容投切开关以及三相调平模块的电源开与关，当瞬时大电流触发时起到保护作用；每个单相空开用于控制对应的单相型电容投切开关；三相智能调平模块与主控器相连，通过网口传送信息，实现有源功率补偿，最后达到负荷平衡效果；避雷器安装在电源入口处，对整个设备的运行起到防雷作用。三相智能调平模块采用电压型PWM波变流电路结构，IGBT功率变换模块电路采用三电平拓扑结构。本专利技术的工作原理：主控制器负责整个混合补偿(有功无功)的机制以及各模块的配合运行；三相智能调平模块实现三相负荷的线性转换，提高功率因素，稳定电压等主要功能；补偿电容实现有功无功的阶跃式补偿；散热系统实现装置内部散热；无线模块实现装置自组网功能；显示屏实现显示电流、电压值；互感器模块负责采集电流信号；外围开关实现对三相智能调平模块和电容的控制；保护模块分防雷模块和电流保护模块线成，保护整机的稳定运行。本专利技术的工作流程：三项智能调平模块采用电压型PWM波变流电路结构，IGBT功率变换模块电路采用三电平拓扑结构，逆变输出电压波形更接近于正弦波，变流效率提高；本装置在上电瞬间就能根据AD采样电路的交流采样分析出三相间的负荷不平衡情况，DSP运算出需要补偿的电流值和相位，由FPGA(现场可编程门阵列)信号发生器发出PWM信号给IGBT驱动，由三相智能调平模块产生一个满足要求的电流信号送入到系统中，实现混合型三相负荷平衡调节、动态无功补偿、谐波治理功能要求。本专利技术实现的功能：无源电容相间补偿、有源电容相间补偿和智能混合型补偿；无源电容相间补偿：由主控制器、补偿电容模块、电容投切开关来实现；通过主控制控制电容投切开关在线路相间搭接电容器，利用王氏定律并通过补偿电容模块补偿相间无功，来转移有功功率。投入时以功率因数为主要判据，再结合相间有功功率的差额，优先投入相间有功功率差额大的电容。有源电容相间补偿：由主控制器以及三相智能调平模块来实现；具体原理为：系统运行时，通过电流互感器(CT)实时检测系统电流，然后将CT采集到的电流信息发给主控制器进行处理，经过主控制器分析之后，三相智能调平模块就会发现系统的电流不平衡状态，同时通过双DSP算法计算出三相电流达到平衡状态所需转换的电流值，通过PWM控制IGBT开关，将电流分发到不平衡相，最终实现三相电流的平衡。智能混合型补偿：由主控制器、三相智能调平模块、补偿电容模块、电容投切开关来实现；结合无源电容相间补偿以及有源电容相间补偿的功能，当出现不平衡电流过大时，优先启动无源电容相间补偿，然后再根据差值启动有源电容相间补偿，最后达到所需的电流补偿值，两者互补，大大提升系统的平衡响应速度，最终实现三相负荷平衡。本专利技术的有益技术效果：本专利以现代电力电子技术、动态无功补偿技术等多种技术为理论基础研发的新型配网智能化补偿装置；采用基于DSP+FPGA全数字控制系统，保证了PWM脉冲波形的实现精度、可靠性，减少了系统因软件运行死机产生过电压、过电流事故的概率；解决了配电线路负荷不平衡问题、低电压治理问题，对末端电负荷实现就地自动补偿及调节功能，最终达到三相负荷平衡的目的，从而提升了电能质量。附图说明图1为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的前视图的结构示意图；图2为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的后视图的结构示意图；图3为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的关系连接示意图；图4为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的系统组成示意图；图5为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的电路结构示意图。图6为本专利技术的混合型三相负荷不平衡自动调整装置的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。参见附图1-5，本专利技术混合型三相负荷不平衡自动调整装置包括主控制器、三相智能调平模块、补偿电容、散热系统、无线模块、显示屏、指示灯、温度控制器、互感器模块、外围开关、保护模块、接线端子、零排接线端子；主控制器为智能控制器；三相智能调平模块包括电力电子器件、大功率IGBT和DSP模块；DSP模块有多个RAM存取单元，实现数据多重数据备份；DSP显示控制、液晶显示及控制面板主要是实现对DSP可视化控制，通过操作显示屏，实现对DSP功能的配置；补偿电容为Kvar级的电容器；散热系统包括温度控器和风扇；外围开关包括断路器、三相空开、单相空开和电容投切开关；保护模块包括防雷模块和电流保护模块；互感器模块包括电流互感器和互感器接线排；无线模块为LORA模块，负责无线数据传输；主模块器贯通各个模块，用于整个设备的控制与运行；显示屏用于显示各项电流值、电压值、平衡信息、故障信息和功率因素；温度控制器通过导线与风扇连接，温度控制器通过RS485将信息传送到主控器；三相电源A、B、C均通过断路器接入电源，零线接到零排接线端子；电流互感器分三相三组接到互感器接线排；每个三相空开用于控制对应的三相型电容投切开关以及三相调平模块的电源开与关，当瞬时大电流触发时起到保护作用；每个单相空开用于控制对应的单相型电容投切开关；三相智能调平模块与主控器相连，通过网口传送信息，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合型三相负荷不平衡自动调整装置，其特征在于，包括主控制器、三相智能调平模块、补偿电容、散热系统、无线模块、显示屏、指示灯、温度控制器、互感器模块、外围开关、保护模块、接线端子、零排接线端子；主控制器为智能控制器；三相智能调平模块包括电力电子器件、大功率IGBT和DSP模块；DSP模块有多个RAM存取单元，实现数据多重数据备份；DSP显示控制、液晶显示及控制面板主要是实现对DSP可视化控制，通过操作显示屏，实现对DSP功能的配置；补偿电容为Kvar级的电容器；散热系统包括温度控器和风扇；外围开关包括断路器、三相空开、单相空开和电容投切开关；保护模块包括防雷模块和电流保护模块；互感器模块包括电流互感器和互感器接线排；无线模块为LORA模块，负责无线数据传输；主控制器贯通各个模块，用于整个设备的控制与运行；显示屏用于显示各项电流值、电压值、平衡信息、故障信息和功率因素；温度控制器通过导线与风扇连接，温度控制器通过RS485将信息传送到主控器；三相电源A、B、C均通过断路器接入电源，零线接到零排接线端子；电流互感器分三相三组接到互感器接线排；每个三相空开用于控制对应的三相型电容投切开关以及三相调平模块的电源开与关，当瞬时大电流触发时起到保护作用；每个单相空开用于控制对应的单相型电容投切开关；三相智能调平模块与主控器相连，通过网口传送信息，实现有源功率补偿，最后达到负荷平衡效果；避雷器安装在电源入口处，对整个设备的运行起到防雷作用。...

【技术特征摘要】
1.混合型三相负荷不平衡自动调整装置，其特征在于，包括主控制器、三相智能调平模块、补偿电容、散热系统、无线模块、显示屏、指示灯、温度控制器、互感器模块、外围开关、保护模块、接线端子、零排接线端子；主控制器为智能控制器；三相智能调平模块包括电力电子器件、大功率IGBT和DSP模块；DSP模块有多个RAM存取单元，实现数据多重数据备份；DSP显示控制、液晶显示及控制面板主要是实现对DSP可视化控制，通过操作显示屏，实现对DSP功能的配置；补偿电容为Kvar级的电容器；散热系统包括温度控器和风扇；外围开关包括断路器、三相空开、单相空开和电容投切开关；保护模块包括防雷模块和电流保护模块；互感器模块包括电流互感器和互感器接线排；无线模块为LORA模块，负责无线数据传输；主控制器贯通各个模块，用于整个设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志伟，朱晓锋，李春哲，崔巍，牛忠成，孙俊邦，秦力，冯宇，张传刚，冯彧，赵天晓，满宇彤，翟琪，李国清，郭静，王春龙，王洋，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网吉林省电力有限公司辽源供电公司，吉林鑫瑞电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11