一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端制造技术

一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，包括主控芯片、三相电压电流信号采样计算模块、存储模块、系统电源模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、用于及时检测终端运行情况的看门狗电路以及给RTC时钟，三相输电线路上设置有多个换相开关，所述三相电压电流信号采样计算模块与所述主控芯片连接；所述主控芯片与所述存储模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、看门狗电路和RTC时钟连接。本实用新型专利技术提供了一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，该终端能够采集配电变压器低压侧三相电压和三相电流，计算出三相不平衡率，以通信方式控制换相开关动作，切换单相负荷在三相输电线路上的分配，使三相电流能够基本保持平衡。

A Control Terminal for Disposal of Three-phase Load Imbalance in Distribution

A control terminal for controlling unbalanced three-phase load in distribution system includes main control chip, three-phase voltage and current signal sampling calculation module, storage module, system power supply module, LCD display and key input module, communication module, watchdog circuit for timely detection of terminal operation and RTC clock. There are several commutation switches on three-phase transmission line. The three-phase voltage and current signal sampling calculation module is connected with the main control chip, and the main control chip is connected with the storage module, liquid crystal display and key input module, communication module, watchdog circuit and RTC clock. The utility model provides a control terminal for controlling unbalanced three-phase load of distribution transformer, which can collect three-phase voltage and three-phase current of low-voltage side of distribution transformer, calculate three-phase unbalance rate, control the action of commutation switch by means of communication, and switch the distribution of single-phase load on three-phase transmission line, so that the three-phase current can be basically balanced.

【技术实现步骤摘要】
一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端
本技术涉及智能配电网
，尤其是涉及一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端。
技术介绍
在我国城乡配电网中一般都采用三相四线制接线方式，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，居民用电设备种类也不断增多，这些用电设备一般都是单相负荷，由此产生的不平衡电流对配电系统影响也日益增大，使得配电网系统的三相不平衡问题越来越突出，由此导致整个电网电能质量问题也日益严重，尤其在农村电网，该问题特别严重。三相不平衡的主要危害有：增加变压器损耗，严重威胁着用户的用电设备，增加了输电线路的压降，降低了输电线路末端用户电压，影响了用户用电质量。长期三相不平衡，会增加台区变压器的损耗，中性线电流增加，甚至会造成中性线烧毁，继而损坏用电设备。目前，解决低压配电网三相负荷不平衡这一问题，一般是采用人工切换单相负荷供电相的方式，但是这种方法存在着较大的局限性：由于负荷变化频繁，需要经常切换调整，甚至每天都要切换好几次，增加了供电公司人力成本；另外，人工换相时需要先对台区负荷停电再进行操作，停电时间较长，严重影响了用户的正常用电。
技术实现思路
为了克服现有配电网系统存在三相不平衡的缺陷，本技术提供了一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，该终端与多个换相开关通过无线相连接，组成一个通信网络；终端能够采集配电变压器低压侧三相电压和三相电流，计算出三相不平衡率，以通信方式控制换相开关动作，使负荷换相开关从高负荷相转移到低负荷相，即切换单相负荷在三相输电线路上的分配，使三相电流能够基本保持平衡。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，包括主控芯片、三相电压电流信号采样计算模块、存储模块、系统电源模块、用于用户查看数据和设置参数的液晶显示和按键输入模块、通信模块、用于及时检测终端运行情况的看门狗电路以及给控制终端提供精确时间基准的RTC时钟，三相输电线路上设置有多个换相开关，控制终端电压输入端与所述系统电源模块连接，在所述电压输入端安装电压互感器，电流输入端安装电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与三相电压电流信号采样计算模块的采样单元连接；所述采样单元与三相电压电流信号采样计算模块的计算单元连接，所述三相电压电流信号采样计算模块与所述主控芯片连接；所述主控芯片与所述存储模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、看门狗电路和RTC时钟连接；所述主控芯片通过通信模块分别与多个换相开关、远方主站和用户终端连接；三相电压电流信号采样计算模块实时采集三相电压电流信号并计算出三相不平衡率，当三相不平衡率超过设定限值时，所述主控芯片通过通信模块控制相应换相开关动作，使单相负荷从高负荷相转移到低负荷相，进而使得三相负荷接近于平衡；在查询到换相开关状态之后，通过通信模块将数据传输给远方主站，也可在现场通过通信模块与用户终端连接，进行实时数据传输和维护。进一步，所述通信模块上设有通信接口，所述通信接口包括RS232通信接口、RS485通信接口、小无线通信接口、电力载波通信接口、NB-loT通信接口、GPRS通信接口、Wi-Fi通信接口；所述主控芯片通过RS485通信接口、小无线通信接口、电力载波通信接口三种通信方式的其中一种与多个换相开关连接，所述主控芯片通过NB-loT通信接口、GPRS通信接口两种通信方式中的其中一种与远方主站连接，所述Wi-Fi通信接口与用户终端连接，所述用户终端为手机或平板。再进一步，所述主控芯片采用ARM最新一代嵌入式系统内核Cortex-M4。更进一步，所述液晶显示和按键输入模块设置有四个LED指示灯，分别表示运行状态、告警状态、通信状态1和通信状态2。本技术的有益效果主要表现在：控制换相开关、兼有监测电力参数功能；该终端控制先进，功能齐全，当系统负荷实时三相不平衡率超过设定限值时，终端选择出系统中的换相开关，并通过无线通信控制所选的换相开关投切到合适的相别上去，使系统三相负荷基本保持在平衡状态上，从而达到减少线路损耗、变压器损耗和延长变压器使用寿命，提高供电质量，并减少人工操作，达到实时切换的目的；另外还能对各种电力参数进行实时监测，并通过液晶、按键进行人机接口交互，且可以通过各种通信接口，与远方主站进行实时信息互联；也可通过手机、平板与Wi-Fi直接连接，进行信息交互。附图说明图1是本技术的应用拓扑图。图2是本技术的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1和图2，一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，包括主控芯片、三相电压电流信号采样计算模块、存储模块、系统电源模块、用于用户查看数据和设置参数的液晶显示和按键输入模块、通信模块、用于及时检测终端运行情况的看门狗电路以及给控制终端提供精确时间基准的RTC时钟，三相输电线路上设置有多个换相开关，控制终端电压输入端与所述系统电源模块连接，在所述电压输入端安装电压互感器，电流输入端安装电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与三相电压电流信号采样计算模块的采样单元连接；所述采样单元与三相电压电流信号采样计算模块的计算单元连接，所述三相电压电流信号采样计算模块与所述主控芯片连接；所述主控芯片与所述存储模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、看门狗电路和RTC时钟连接；所述主控芯片通过通信模块分别与多个换相开关、远方主站和用户终端连接。该控制终端采集配电变压器低压侧三相电压和三相电流，计算出三相不平衡率，当三相不平衡率超过设定限值时，以通信方式控制换相开关动作，使负荷从高负荷相转移到低负荷相，使三相负荷接近于平衡；通信模块具有RS232通信接口、RS485通信接口、电力载波通信接口、小无线通信接口、Wi-Fi通信接口、GPRS通信接口、NB-loT通信接口；RS232通信接口用于现场维护终端，终端与换相开关之间的通信是通过RS485通信接口、电力载波通信接口、小无线通信接口这三种方式的一种来进行数据传输，终端与换相开关之间能够进行自组网，组成一个网络控制系统，终端为主机，换相开关为从机，终端在查询到换相开关状态之后能够通过GPRS通信接口或NB-loT通信接口来把数据传输给远方主站，也可在现场通过Wi-Fi通信接口，与手机或平板连接，进行实时数据传输和维护。本控制终端安装在配变低压侧，满足三相不平衡监控的各项需求；主控芯片：采用ARM最新一代嵌入式系统内核Cortex-M4为系统CPU，是三相不平衡监控终端的核心，控制所有的电路协调工作，进行信号采集计算、参数存储、换相开关的控制、组网通信、数据传输等工作。系统电源模块：采用开关电源，提供系统电源，备有电压监视电路，可在主工作电源中断时自动保存所有重要数据，向后台发送主动报警。三相电压电流信号采样计算模块：实时采集三相电压电流信号，计算三相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、频率、三相不平衡率、电压谐波总畸变率、电流谐波总畸变率等各种实时电力参数。存储模块：选用大容量并行FLASH，记录三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，以及换相开关的切换事件等。该存储模块可以记录至少半年的历史数据和历史信息。历史数据可记录整点、整日的电压、电流、功率因数、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，其特征在于：包括主控芯片、三相电压电流信号采样计算模块、存储模块、系统电源模块、用于用户查看数据和设置参数的液晶显示和按键输入模块、通信模块、用于及时检测终端运行情况的看门狗电路以及给控制终端提供精确时间基准的RTC时钟，三相输电线路上设置有多个换相开关，控制终端电压输入端与所述系统电源模块连接，在所述电压输入端安装电压互感器，电流输入端安装电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与三相电压电流信号采样计算模块的采样单元连接；所述采样单元与三相电压电流信号采样计算模块的计算单元连接，所述三相电压电流信号采样计算模块与所述主控芯片连接；所述主控芯片与所述存储模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、看门狗电路和RTC时钟连接；所述主控芯片通过通信模块分别与多个换相开关、远方主站和用户终端连接；三相电压电流信号采样计算模块实时采集配电变压器低压侧的三相电压电流信号并计算出三相不平衡率，当三相不平衡率超过设定限值时，所述主控芯片通过通信模块控制相应换相开关动作，使单相负荷从高负荷相转移到低负荷相，进而使得三相负荷接近于平衡；在查询到换相开关状态之后，通过通信模块将数据传输给远方主站，也可在现场通过通信模块与用户终端连接，进行实时数据传输和维护。...

【技术特征摘要】
1.一种用于治理配电三相负荷不平衡的控制终端，其特征在于：包括主控芯片、三相电压电流信号采样计算模块、存储模块、系统电源模块、用于用户查看数据和设置参数的液晶显示和按键输入模块、通信模块、用于及时检测终端运行情况的看门狗电路以及给控制终端提供精确时间基准的RTC时钟，三相输电线路上设置有多个换相开关，控制终端电压输入端与所述系统电源模块连接，在所述电压输入端安装电压互感器，电流输入端安装电流互感器，所述电压互感器和电流互感器分别与三相电压电流信号采样计算模块的采样单元连接；所述采样单元与三相电压电流信号采样计算模块的计算单元连接，所述三相电压电流信号采样计算模块与所述主控芯片连接；所述主控芯片与所述存储模块、液晶显示和按键输入模块、通信模块、看门狗电路和RTC时钟连接；所述主控芯片通过通信模块分别与多个换相开关、远方主站和用户终端连接；三相电压电流信号采样计算模块实时采集配电变压器低压侧的三相电压电流信号并计算出三相不平衡率，当三相不平衡率超过设定限值时，所述主控芯片通过通信模块控制相应换相开关动作，使单相负荷从高负荷相转移到低负荷相，进而使得三相负荷接近于平...

【专利技术属性】
技术研发人员：季小龙，刘东，金雄飞，
申请(专利权)人：浙江亿德科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33