一种低压电网三相平衡系统技术方案

本发明专利技术涉及一种低压电网三相平衡系统，包括输入端与低压电网三相线连接的交叉型变压器和采集该交叉型变压器输出端零序电流的采集单元，该采集单元与滤波器组件连接，该滤波器组件对采集单元采集的信号进行检测，并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据检测信号控制所述滤波器组件产生与所述零序电流对应的补偿电流，该补偿电流通过电流补偿电路反向补偿至与交叉型变压器输出端连接的负载。本发明专利技术采用交叉型变压器，其绕组相互之间交叉连接，通过互相补偿铁心的磁通量，最大限度的控制各相感应电动势的一致性，从而趋于三相平衡；同时通过检测零序电流并产生与零序电流相应的补偿电流，从而实现反向补偿，达到节电的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低压电网三相平衡系统。
技术介绍
低压电网三相不平衡电流是一种普遍存在的现象。低压电网通过 10/0.4KV 变压器，以三相四线制的方式提供居民用电。这些居民单相负载起初被平均分接在三相电上，达到一种平衡状态。然而在实际运行中，单相用户不可控的增容，瞬间大功率的负载接入以及单相负载用电的不同时性等，都是造成三相电流不平衡的原因。由于负载的运行可引起电网内电压和电流的不均衡，这种不均衡性带来的“相位差”会产生损耗并导致用电效率的下降和零序电流的增大，同时也降低了电器的效率，造成了绝缘损害，缩短了电器的使用寿命，严重时会导致电器设备不能正常工作。目前，传统的解决方案是采用单相电容器分相补偿的办法，对电流较大的相多投补偿电容，对电流较小的相少投甚至不投补偿电容，以达到平衡三相电流的目的。但是，这种方法使少投甚至不投补偿电容的相得不到良好的补偿，效果较差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种节电且补偿效果较好的低压电网三相平衡系统。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种低压电网三相平衡系统，包括输入端与低压电网三相线连接的交叉型变压器和采集该交叉型变压器输出端零序电流的采集单元，该采集单元与滤波器组件连接，该滤波器组件对采集单元采集的信号进行检测，并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据检测信号控制所述滤波器组件产生与所述零序电流对应的补偿电流，该补偿电流通过电流补偿电路反向补偿至与交叉型变压器输出端连接的负载。作为优选，所述交叉型变压器的三个绕组分别与三根相线连接，三个初级绕组和三个次级绕组均采用上中下三段，其中上下两段缠绕在与相线对应的同一绕线柱上，中段缠绕在另一个绕线柱上，且中段的绕线方向与上下两段的绕线方向相反。作为优选，第一个初级绕组和第一个次级绕组的上下两段缠绕在第一个绕线柱上，其中段缠绕在第二个绕线柱上；第二个初级绕组和第二个次级绕组的上下两段缠绕在第二个绕线柱上，其中段缠绕在第三个绕线柱上；第三个初级绕组和第三个次级绕组的上下两段缠绕在第三个绕线柱上，其中段缠绕在第一个绕线柱上。作为优选，所述采集单元包括零序电流互感器、采样保持电路和 A/D 转换电路，该零序电流互感器采集的零序电流通过采样保持电路和 A/D 转换电路进行转换，转换后的信号输送至所述滤波器组件。作为优选，所述滤波器组件包括电流检测电路和与之连接的补偿电流产生电路，电流检测电路将检测到的转换后的信号传送至所述控制单元，控制单元根据该信号控制补偿电流产生电路产生与零序电流对应的补偿电流，再将补偿电流通过所述电流补偿电路反向补偿至负载。作为优选，所述压滤喷淋系统还设有与控制单元相连的监控显示器，所监控显示器的设置可以起到显示和监控的功能，人们可以根据显示器上的状态和数据了解到所述压滤喷淋系统的工作状态。 从以上方案可知，本专利技术采用交叉型变压器，其绕组相互之间交叉连接，通过互相补偿铁心的磁通量，最大限度的控制各相感应电动势的一致性，从而三相趋于平衡；同时通过检测零序电流并产生与零序电流相应的补偿电流，从而实现反向补偿，达到节电的目的。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术中交叉型变压器的绕组结构示意图。具体实施方式下面将结合图1、图2详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。一种低压电网三相平衡系统，包括输入端与低压电网三相线（即0.4KV侧）连接的交叉型变压器1和采集该交叉型变压器输出端零序电流的采集单元2，该采集单元与滤波器组件3连接，该滤波器组件对采集单元采集的信号进行检测，并将检测信号发送至控制单元4，控制单元根据检测信号控制所述滤波器组件产生与所述零序电流对应的补偿电流，该补偿电流通过电流补偿电路5反向补偿至与交叉型变压器输出端连接的负载。本专利技术首先通过交叉型变压器使得三相尽可能达到平衡，然后通过采集、检测三相电网各相线的电流数据，分析并控制可补偿的电流大小，实现精确补偿零序电流的目的，不仅解决了三相不平衡的现象，而且达到了节电的目的。本专利技术的交叉型变压器的三个绕组分别与三根相线R、S、T连接，三个初级绕组和三个次级绕组均采用上中下三段，其中上下两段缠绕在与相线对应的同一绕线柱上，中段缠绕在另一个绕线柱上，且中段的绕线方向与上下两段的绕线方向相反；可见，该变压器应用高能电磁转换原理，采用电磁移相技术，利用三柱铁芯绕线柱嵌入式绕组线圈，即三相依次分别缠有按Z字型排列的串联线圈，并产生正反方向的磁束，从而达到三相趋于平衡的目的。具体来说第一个初级绕组和第一个次级绕组的上下两段缠绕在第一个绕线柱上，其中段缠绕在第二个绕线柱上；第二个初级绕组和第二个次级绕组的上下两段缠绕在第二个绕线柱上，其中段缠绕在第三个绕线柱上；第三个初级绕组和第三个次级绕组的上下两段缠绕在第三个绕线柱上，其中段缠绕在第一个绕线柱上。这种交叉式的绕组结构可使负荷中产生的零相分电流的相位相互对立，使磁势相互抵消，从而使零序电流的增长减少。因此负载侧产生的零序及高次谐波电流通过零序电流减少，利用自动变换原理使电流重新流向负载；只有正常的工作相的分电流通过零线，防止了零线上大量的零序及高次谐波电流返回变压器（进而造成二次不必要的浪费）；使电压和电流的相位差自动调整，达到了改善功率因数的效果，提高了变压器的使用效率，相当于给变压器扩容了。在实施过程中，所述采集单元2包括零序电流互感器21、采样保持电路22和 A/D 转换电路23，该零序电流互感器采集的零序电流通过采样保持电路和 A/D 转换电路进行转换，转换后的信号输送至所述滤波器组件；滤波器组件3的电流检测电路31将检测到的转换后的信号传送至所述控制单元，控制单元根据该信号控制补偿电流产生电路32产生与零序电流对应的补偿电流，再将补偿电流通过所述电流补偿电路5反向补偿至负载6。本专利技术的补偿电流产生电路包括接入所述电流检测电路的电流持续检测电路，连接所述电流持续检测电路的变流器，变流器用于根据上述电流控制信号来产生 PWM 补偿波形给低压电网电力线。例如，为了实现更低功耗而采用电压型有源滤波器，该滤波器输出至电网电力线侧可串接一个滤波电容或电感以滤除所产生的 PWM 补偿波形中的高频部分。变流器包括 MOS 阵列和直流滤波电容器，例如，两组或四组相同的 MOS 阵列共用一组直流滤波电容母线，可通过附接至电网电力线各相线的进线电抗器直接并联在一起。两个MOS开关的输出电流可跟踪同一补偿电流指令信号，两个MOS开关产生的PWM载波信号可在相位上相差 180°，这样实现了整个滤波器输出功率的提高。以上对本专利技术实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本专利技术实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本专利技术实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压电网三相平衡系统，其特征在于：包括输入端与低压电网三相线连接的交叉型变压器和采集该交叉型变压器输出端零序电流的采集单元，该采集单元与滤波器组件连接，该滤波器组件对采集单元采集的信号进行检测，并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据检测信号控制所述滤波器组件产生与所述零序电流对应的补偿电流，该补偿电流通过电流补偿电路反向补偿至与交叉型变压器输出端连接的负载。

【技术特征摘要】
1.一种低压电网三相平衡系统，其特征在于：包括输入端与低压电网三相线连接的交叉型变压器和采集该交叉型变压器输出端零序电流的采集单元，该采集单元与滤波器组件连接，该滤波器组件对采集单元采集的信号进行检测，并将检测信号发送至控制单元，控制单元根据检测信号控制所述滤波器组件产生与所述零序电流对应的补偿电流，该补偿电流通过电流补偿电路反向补偿至与交叉型变压器输出端连接的负载。2.根据权利要求1所述低压电网三相平衡系统，其特征在于：所述交叉型变压器的三个绕组分别与三根相线连接，三个初级绕组和三个次级绕组均采用上中下三段，其中上下两段缠绕在与相线对应的同一绕线柱上，中段缠绕在另一个绕线柱上，且中段的绕线方向与上下两段的绕线方向相反。3.根据权利要求2所述低压电网三相平衡系统，其特征在于：第一个初级绕组和第一个次级绕组的上下两段缠绕在第一个绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅民，
申请(专利权)人：湖南远成能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43