配电网低压负荷平衡调节装置和自动换相开关制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网低压负荷平衡调节装置和自动换相开关，其中，所述配电网低压负荷平衡调节装置包括智能配变控制终端、三相负荷检测器和自动换相开关，其中，所述自动换相开关使用二极管作为电子电力开关，切换时间短，能够满足敏感负荷的要求，具有损耗极低、无需附加散热电路、体积小、节省成本等优点，并且实现了无弧切换，可以极大地延长接触器和辅助继电器的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输配电
，特别涉及一种配电网低压负荷平衡调节装置和自动换相开关。
技术介绍
三相负荷不平衡是低压配电网长期存在的生产实际问题，降低三相负荷不平衡度是供电企业提高运行管理水平的重要指标。低压配电网通常采用三相四线制供电模式，用户多为单相负荷或单相与三相混和负荷。无论是城市配网的居民小区、写字楼，还是农网的照明、水栗、机电等负荷，都呈现出较大的用电习惯差异性和不可预期性。由此所造成的低压三相负荷不平衡又会进一步带来较高的线损，因此，三相负荷不平衡难以有效完全消除，长期存在且危害严重。例如，在一台配变供电区域内，经常可见低压供电系统三相间的长期严重不平衡。这种不平衡不仅会增加线路及变压器的损耗，还会降低变压器的出力甚至影响变压器的安全运行。目前，针对三相负荷不平衡问题，通常采用的技术措施有:1、将不对称负荷分散接在不同的供电点，以减少集中连接造成不平衡度严重超标的问题；2、使用交叉换相等办法使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化；3、改变网络，加大负荷接入点的短路容量或提高供电电压级别以提高系统承受不平衡负荷的能力；4、装设平衡装置，如常用的无功功率补偿装置。对于低压配电网来说，居民用户、商业写字楼或单相电动机的不平衡是不可预期的，毫无规律可言。因此，以上通过负荷预测进行负荷规划的方法或者无功功率补偿办法对于负载不平衡的改善都有一定的局限性，效果不佳。近年来，随着电力电子技术和现代通讯技术的发展，众多厂家开始了对低压三相负荷不平衡控制技术的研究。国内较早提出一种三相负荷平衡控制开关柜，其技术是利用相位调整操作机构(一般为机械开关、交流触器或复合开关)改变相位的方式实现的相位切换，如图1所示。申请号为201210187466.8的提出了一种低压三相负荷不平衡自动调整系统，该系统包括监控系统平台、监控终端、剩余电流断路器和自动换相开关。监控终端通过通信网络与监控系统平台连接，剩余电流断路器通过485通讯方式与监控终端连接，自动换向开关通过无线电力载波通讯方式与监控终端连接。此外，还有杭州得诚电力科技有限公司、中国电力科学研究院也提出相类似的技术方案。这些方案的共同特征是采用基于复合开关的自动换相开关和监测终端。在以上技术方案中，核心器件是进行相位调整的换相开关。目前换相开关通常采用机械开关、交流触器或复合开关。 机械开关具有电压等级高、承受电流大、成本低廉的优点，但机械开关操作缓慢，合闸时间约在30?60ms，而且合闸时间不可控，电容器性质负荷的投入还会带来很大的涌流。接触器是广泛用作控制电气设备闭合和开断的电子开关，它通过辅助接点来执行控制指令，间接操作主接点来开闭主电路。常用的电磁式交流接触器通过电磁吸合力控制主接点的开闭，触头位置容易起电弧，而且冲击电流大。接触器在吸合瞬间，吸引线圈需消耗比额定电流大5?7倍的电流，如果操作频率过高，则会使线圈严重发热，直接影响接触器的正常使用。复合开关是结合了电力电子半导体(例如晶闸管)可控快速和机械开关优越电气性能两种优点的解决方案。能够避免机械开关动作缓慢、接触器不能频繁动作以及晶闸管损耗大的缺点。复合开关中的晶闸管只在接通与断开电容器的瞬间使用，损耗很小，无须考虑散热措施。复合开关中的机械开关可以使用交流接触器或磁保持继电器。磁保持继电器只有在接通或者断开瞬间控制线圈耗电，其余时间控制线圈不耗电，因此可以使补偿装置的损耗降至最小。但是由于使用晶闸管，设备成本较高，并且引入了晶闸管驱动电路后，需要精确实现过零触发，否则仍存在起弧，降低了设备的整体可靠性。现有工程运行经验来看，接触器触点仍会烧损。通过上述描述可知，机械开关、交流触器或复合开关都存在各自的缺点，将这些开关用于变向时，也会相应地带来各种问题。
技术实现思路
为此，本专利技术提出一种配电网低压负荷平衡调节装置和自动换相开关，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。本专利技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本专利技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本专利技术目的和优点。本专利技术提供了一种配电网低压负荷平衡调节装置，包括智能配变控制终端、三相负荷检测器和自动换相开关，其特征在于，所述三相负荷检测器安装在配电网低压侧各供电支路上，其检测三相输电线路电量，并通过通信总线将检测到的三相输电线路电量传送给所述智能配变控制终端；所述智能配变控制终端对三相负荷检测器检测到的三相输电线路电量进行处理，计算出三相不平衡度，做出负荷控制策略并且向所述自动换相开关发出切换指令；所述自动换相开关根据所述智能配变控制终端的指令执行换相操作，将重负荷相的负荷切换至轻负荷相，以实现负荷的三相平衡，其中，所述自动换相开关使用二极管作为电子电力开关。优选的，所述自动换相开关使用二极管作为电力电子开关，其由A相换相开关、B相换相开关、C相换相开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述A相换相开关与A相线连接，所述B相换相开关与B相线连接，所述C相换相开关与C相线连接，所述A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关并联后与所述电流互感器和切换开关控制电路依次串联；所述A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。优选的，所述控制电路利用电流互感器检测负荷电流进行系统状态判断，并根据智能配变控制终端的切换指令，切换开关控制电路产生控制信号，控制接触器和辅助继电器的通断电。优选的，所述自动换相开关通过通信总线与所述智能配变控制终端进行通信。优选的，所述通信总线为485总线。优选的，所述三相负荷检测器为电流电压互感器。本专利技术还提供了一种自动换相开关，其特征在于，所述自动换相开关使用二极管作为电力电子开关，其由A相换相开关、B相换相开关、C相换相开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述A相换相开关与A相线连接，所述B相换相开关与B相线连接，所述C相换相开关与C相线连接，所述A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关并联后与所述电流互感器和切换开关控制电路依次串联；所述A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。优选的，所述控制电路利用电流互感器检测负荷电流进行系统状态判断，并根据智能配变控制终端的切换指令，切换开关控制电路产生控制信号，控制接触器和辅助继电器的通断电。优选的，所述自动换相开关通过通信总线与所述智能配变控制终端进行通信。优选的，所述通信总线为485总线。本专利技术具有以下优点:1、使用一种全新的三相自动换相开关。智能切换开关使用二极管作为电力电子开关，在开关闭合过程中，二极管正向电压大于0.7V即可导通，无需附加的触发信号，简化了控制电路，同时也提高了设备可靠性。二极管仅在开关接通和断开的瞬间工作，在开关断开状态由辅助继电器承受耐压，在开关闭合状态由接触器承受电流，所以损耗极低，无需附加散热电路。而且与晶闸管相比，二极管的成本和体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网低压负荷平衡调节装置，包括智能配变控制终端、三相负荷检测器和自动换相开关，其特征在于，所述三相负荷检测器安装在配电网低压侧各供电支路上，其检测三相输电线路电量，并通过通信总线将检测到的三相输电线路电量传送给所述智能配变控制终端；所述智能配变控制终端对三相负荷检测器检测到的三相输电线路电量进行处理，计算出三相不平衡度，做出负荷控制策略并且向所述自动换相开关发出切换指令；所述自动换相开关根据所述智能配变控制终端的指令执行换相操作，将重负荷相的负荷切换至轻负荷相，以实现负荷的三相平衡，其中，所述自动换相开关使用二极管作为电子电力开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩俊玉，高月春，高磊，任斌，
申请(专利权)人：北京中电博达科技有限公司，国网山西省电力公司阳泉供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11