低压配电网三相负载不平衡自动均衡调节的方法技术

本发明专利技术针对低压配电网的三相负载不平衡问题，提出了一种用于自动调节低压配电变压器负载三相不平衡的方法。本发明专利技术所公开的方法通过在低压配电网中安装一个或多个负载均衡控制单元，并在低压配电网的三相线路分配至单相线路节点处安装若干只负载均衡切换开关，以通信链路的方式将一台负载均衡控制单元和若干只负载均衡切换开关构成负载均衡系统；每个负载均衡系统实现对该系统内的三相负载自动均衡，一个负载均衡系统或多个负载均衡系统组合实现对低压配电网的三相负载自动均衡，以达到自动均衡治理低压配电网三相负荷不平衡的目的，可有效降低配电变压器的损耗、增加配电变压器的出力，改善用户的供电质量。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及电力系统配电网自动化领域，特别是涉及一种低压配电网三相负载不平衡的自动均衡调节方法。

技术介绍

低压配电网大多是经10kV/0.4kV配电变压器降压后，以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相用户用电的混合供电网络。典型的低压配电网的系统中，配电变压器实现对高电压降压后经低压进线开关接至0.4kV三相低压配电网的低压母线，低压母线经低压出线开关分配出多条低压出线，低压出线结合配电网实际负载状况分为三相用电分支线和单相用电分支线或三相与单相用户混合支线，单相用电支线结合实际的单相用电负载情况，分别对单相用电总支线的三相负载进行分配，即将单相用电用户线路分接至低压配电网的A、B、C三相，若A相、B相、C相的单相用户线路的负载状况不一致，即可能产生三相负载不平衡的现象。
虽然在装接单相用户时，供电部门遵行的原则是将单相负载均衡的分接在A、B、C三相上，但在实际工作及运行中，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原因，都造成了低压配电网系统中的三相负载不平衡。低压配电网系统中各相的负载不平衡一直是困扰供电单位的主要问题之一。
三相负荷不平衡对配电网线路的正常运行造成很多危害，包括增加配电网线路的电能损耗、增加配电变压器的电能损耗、减少配电变压器的实际出力、使得配电变压器产生零序电流、影响用电设备的安全运行、电动机效率降低等，同时还会造成重负荷相线路上的用户电压偏低，影响用户的正常生产与生活用电需求。
目前解决三相不平衡的方法主要包括在配电变压器低压侧采用相间无功补偿、人工检测负载状态进行调节各相负载等。使用相间无功补偿只能在一定程度上调整配电变压器的运行情况，而不能根本解决低压线路的三相负荷不平衡的状况，同时由于相间无功补偿的方式会引起功率因数的变化，在实际应用的调节中具有极大的限制，无法做到有效的调节。人工检测进行负载状态进行平调节的方法是由供电检修人员定期结合负载的情况，手动进行单相负载的均衡调节，该方法需要投入大量的设备与人力对负荷进行监测，人工操作平衡负载，造成运行成本高等问题，同时由于人工调节的非实时性，会造成居民用电的间歇中断。

技术实现思路

本专利技术针对低压配电网的三相负载不平衡问题，提出了一种用于低压配电网三相负载不平衡自动均衡调节的方法。本专利技术所公开的方法通过在低压配电网中安装一个或多个负载均衡控制单元，并在低压配电网的三相线路分配至单相线路节点处安装若干只负载均衡切换开关，以通信链路的方式将一台负载均衡控制单元和若干只负载均衡切换开关构成负载均衡系统；每个负载均衡系统实现对该系统内的三相负载均衡，一个负载均衡系统或多个负载均衡系统组合实现对低压配电网的三相负载均衡；以达到治理低压配电网三相负荷不平衡的目的，可有效降低配电变压器的损耗、增加配电变压器的出力，改善用户的供电质量。
本专利技术所公开的方法所设计的具体技术方案如下：
1、在低压配电网中安装一个或多个负载均衡控制单元，并在低压配电网的三相线路分配至单相线路的节点处安装若干只负载均衡切换开关，以通信链路的方式将一台负载均衡控制单元和若干只负载均衡切换开关构成负载均衡系统；每个负载均衡系统实现对该系统内的三相负载均衡，一个负载均衡系统或多个负载均衡系统组合实现对低压配电网的三相负载均衡；
2、负载均衡系统中的负载均衡切换开关包括三路独立的可控开关电路、电流测量电路、通讯电路，三路独立的可控开关部件的输入端分别接低压配电网的A相、B相、C相，三路独立的可控开关部件的输出端并联，接至单相用电负载；电流测量模块用以实时监测单相用电负载情况，并将单相用电负载情况通过通讯电路传送至负载均衡控制单元；负载均衡切换开关在工作时仅有一个可控开关电路处于合闸状态，且可通过通信电路接收负载均衡控制单元的控制指令实现单相用电负载的选相切换，即通过负载均衡切换开关可实现单相负载用电自由接至低压A、B、C的三相中的任意一相；
3、负载均衡系统中的负载均衡控制单元以通信的方式获取该负载均衡系统内的所有负载均衡切换开关的单相用电负载情况和当前选中相别，结合负载均衡控制单元所在的负载均衡系统中的全部负载均衡切换开关的当前选中相别和单相用户负载情况，计算三相负荷不平衡的状况，在出现三相不平衡需要进行自动调整时，计算得到需要换相的负载均衡切换开关和需要换至的相别，并向对应的负载均衡切换开关发送换相控制指令；负载均衡切换开关收到负载均衡控制单元的换相指令后，自动控制可控开关电路实现对单相负载用电的自动选相。
附图说明
图1为本专利技术涉及的负载自动均衡系统的结构原理图；
图2为本专利技术涉及的负载均衡控制单元工作原理流程图；
图3为本专利技术涉及的负载均衡切换开关工作原理流程图；
图4为本专利技术涉及的负载均衡切换开关选相为低压电网A相时工作状态示意图；
图5为本专利技术涉及的负载均衡切换开关选相为低压电网B相时工作状态示意图；
图6为本专利技术涉及的负载均衡切换开关选相为低压电网C相时工作状态示意图；
图7为本专利技术实施时负载均衡控制单元及负载均衡切换开关安装位置示意图；
图8为本专利技术实施例1负载均衡控制单元及负载均衡切换开关安装位置示意图；
图9为本专利技术实施例2负载均衡控制单元及负载均衡切换开关安装位置示意图；
图10为本专利技术实施例3负载均衡控制单元及负载均衡切换开关安装位置示意图；
图11为本专利技术实施例4负载均衡控制单元及负载均衡切换开关安装位置示意图。
具体实施方式
本专利技术通过在低压配电网中构架一个或多个负载均衡系统来实现的。下面结合附图及实施例进一步对本
技术实现思路
进行说明，如图1所示为本专利技术所涉及的负载均衡系统的系统结构原理图，每个负载均衡系统由一台负载均衡控制单元和若干台负载均衡切换开关构成，负载均衡控制单元与负载均衡切换开关采用通信链路建立通信，以通信的方式构成负载均衡系统；负载均衡控制单元以通信的方式获取全部负载均衡切换开关的工作状态，综合其相别、负载电流计算低压电网的三相不平衡状态，并在三相电网发生不平衡现象时，综合计算得到需要调节换相的负载均衡切换开关对应的位置并向其发送换相指令；每只负载均衡开关输入接低压电网的A、B、C、N三相四线，输出接单相用户负载的L、N线路，负载均衡开关通过内部的独立开关电路实现单相用户负载的LN线路的AN、BN、CN的相别换相切换，通过负载均衡控制单元的实时计算及负载均衡切换开关换相调节，以实现对低压电网的三相负载均衡分配。
如图2所示为本专利技术涉及的负载均衡系统中负载均衡控制单元的工作流程图，负载均衡控制单元在初始化通信过程后，按以下步骤计算后向负载均衡切换开关发送选相切换指令，并由负载均衡切换开关实现单相负载选相切换的过程：
步骤1：负载均衡控制单元以通信的方式获取得到负载均衡控制单元所在负载均衡系统的全部负载均衡切换开关的当前实时运行状态，包括当前工作的选相相别、当前单相负载的电流，之后进入步骤2处理；
步骤2：负载均衡控制单元结合全部负载均衡切换开关的相别状态和负载电流，按相别进行电流数据累加，以得到负载均衡系统中的三相负载的电流状态，并据此判断是否处于低压电网系统是否处于三相不平衡状态，若出现三相负载不平衡的情况，进入步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低压配电网三相负载不平衡的负载自动均衡系统，其特征在于：（1）负载自动均衡系统由一台负载均衡控制单元和若干台负载均衡切换开关以通信链路的方式构建，每台负载均衡切换开关在通讯系统内具有唯一序号标识；（2）负载均衡控制单元获取负载自动均衡系统内全部负载均衡切换开关的当前相别、负载电流，实时计算负载自动均衡系统内的三相负载平衡状况，在不平衡状况发生时，计算得出需要进行换相的负载均衡切换开关序号及需要切换的相别，并向相应的负载均衡切换开关发送换相指令；（3）负载均衡切换开关包括三路独立的可控开关电路、电流测量电路、通讯电路，三路独立的可控开关部件的输入端分别接低压配电网的A相、B相、C相，三路独立的可控开关部件的输出端并联，接至单相用电负载；电流测量模块用以实时监测单相用电负载情况，并将单相用电负载情况通过通讯电路传送至负载均衡控制单元；负载均衡切换开关在工作时仅有一个可控开关电路处于合闸状态，且可通过通信电路接收负载均衡控制单元的控制指令实现单相用电负载的选相切换，实现单相负载用电自由接至低压A、B、C的三相中的任意一相。

【技术特征摘要】
1.一种用于低压配电网三相负载不平衡的负载自动均衡系统，其特征在于：
（1）负载自动均衡系统由一台负载均衡控制单元和若干台负载均衡切换开关以通信链路的方式构建，每台负载均衡切换开关在通讯系统内具有唯一序号标识；
（2）负载均衡控制单元获取负载自动均衡系统内全部负载均衡切换开关的当前相别、负载电流，实时计算负载自动均衡系统内的三相负载平衡状况，在不平衡状况发生时，计算得出需要进行换相的负载均衡切换开关序号及需要切换的相别，并向相应的负载均衡切换开关发送换相指令；
（3）负载均衡切换开关包括三路独立的可控开关电路、电流测量电路、通讯电路，三路独立的可控开关部件的输入端分别接低压配电网的A相、B相、C相，三路独立的可控开关部件的输出端并联，接至单相用电负载；电流测...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：南京诺联配电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32