一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，包括SVG模块，换相控制器，以及换相开关装置。本发明专利技术以SVG模块中MUC作为总控制核心，SVG单元与换相控制器通过RS485进行通讯，统一协调对三相不平衡电流进行调节，以换相开关进行不平衡粗调，以SVG进行精细化调整及无功补偿，兼顾两种调节方式各自的优势，最大化降低设备成本。换相控制器与换相开关装置之间采样2.4GHz无线通信，将换相开关装置负荷数据上传到换相控制器，控制器根据负荷不平衡情况将需要切换相的命令下发给相应换相开关装置，开关根据收到的命令进行负荷调节。解决低压电网电能质量问题，提高供电可靠性，降低配电网损耗，减轻运行维护人员现场检查及调整负荷工作量，提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置
本专利技术属于三相负荷不平衡调整
，具体涉及一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置。
技术介绍
对于配网台区三相供电的系统而言，三相电流不平衡是通过三相电流不平衡度来衡量的。三相电流不平衡度即三相电流不平衡的程度，通常用符号β来表示，按照《架空配电线路及设备运行规程》(SD292—1988)中的计算方法，三相电流不平衡度的计算公式为：式中：Imax与Imin分别是三相电流中的最大值和最小值，单位为A。三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，可能会造成某一相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。三相负荷严重不平衡，中性点电位就会发生偏移，线路压降和功率损失就会大大增加。接在重负荷相的单相用户易出现电压偏低，致使电灯不亮、电器效能降低、小水泵易烧毁等问题。而接在轻负荷相的单相用户易出现电压偏高，可能造成电器绝缘击穿、缩短电器使用寿命或损坏电器。对动力用户来说，三相电压不平衡会引起电机过热现象。同时三相负荷不平衡将产生不平衡电压，加大电压偏移，增大中性线电流，从而增大线路损耗。运行中的配变若存在零序电流，则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低。按照《配电网运维规程》(Q/GDW1519-2014)规定，配电变压器的负荷不平衡度应符合：Yyn0接线变压器负荷不平衡度不大于15％，零线电流不大于变压器额定电流的25％；Dyn11接线变压器负荷不平衡度不大于25％，零线电流不大于变压器额定电流的40％。考虑到偶然因素引起的短时三相负荷不平衡越限应排除在治理范围之外，根据测算结果，将1天内持续越限时间超过1小时定为1个越限日。对于平均负载率大于20％且单月内累计出现5个以上三相负荷不平衡越限日的配电台区，应纳入治理范围。其中，单相最大负载率超过80％的重载台区应作为问题严重台区，立即采取有效措施进行治理；其他台区依据问题产生原因，优先采用运维管理措施进行治理，必要时纳入配网基建或技改项目计划，采用工程或技术措施进行治理。对于因特殊负荷随机变化引起三相负荷不平衡、采取运维管理措施后仍难以治理的配电台区，可采用三相负荷自动调节技术措施进行治理。目前技术上治理三相不平衡的方案主要有电力电子型三相负荷自动调节装置(以下简称：方案1)、电容型三相负荷自动调节装置(以下简称：方案2)、以及换相开关型三相负荷自动调节装置(以下简称：方案3)，以上三种方式各有优劣势，如何发挥优势，弥补劣势是当前需要解决的问题。三种方案具体如下：方案1：电力电子型三相负荷自动调节装置(BSVG)是采用大功率可关断型电力电子开关技术的电能质量综合治理装置。它通过快速检测出接入处无功、负序、谐波电流，根据空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法产生触发脉冲信号驱动控制晶闸管输出与检测到的无功、负序、谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流，综合解决配电台区无功、谐波、电压波动以及三相负荷不平衡等问题。优势：不平衡补偿能力强，模块可以叠加，理论上不受限制；不平衡调节能力强，不平衡度可控制5％以下(容量范围内)；整机效率高，满载时≥97.5％；响应时间快，＜10ms；完善的保护功能；具有过压保护、欠压保护、缺相保护、短路保护、过补偿保护、防雷双重保护等功能；双向无功补偿，提高功率因数。劣势：只能平衡配变低压侧不平衡电流，不能从根本上改善负荷电流不平衡的情况；有一定功率损耗；发热较大；运行时，噪声较大；目前受技术影响，设备成本高高居不下。方案2：电容型三相负荷自动调节装置(相间跨接电容无功补偿装置)是在相线间跨接电力电容器，实现有功功率转移，平衡相间的有功功率，同时利用连接在相线与零线之间的电力电容器对每一相进行不等量无功补偿，平衡相间的无功功率，降低三相不平衡度、提升功率因数。优势：在补偿无功功率的同时，也能实现有功功率的转移，降低三相不平衡度；由于采用电容器作为调节设备，成本较低，技术成熟，易于实现，且损耗小；劣势：仅适用于无功负荷较大的场所，且调节能力有限；只能粗调，难以达到精细化调节。方案3：换相开关型三相负荷自动调节装置(低压负荷自动换相装置)是由一个智能换相终端(负责负荷监测与自动换相控制)和若干个换相开关单元(负责执行负荷换相的操作机构)组成。智能换相终端实时监测配变低压出线的三相电流，如果在一定监测周期内配变低压侧三相负荷不平衡度超限，智能换相终端读取配变低压出线和所有换相开关单元各负荷支路的电流、相序实时数据，进行优化计算，发出最优换相控制指令，各换相开关单元按照规定换相流程执行换相操作，实现用户负荷相序调整、配电台区三相负荷均衡分配。优势：能从负载侧降低不平衡度；功耗小；发热量低。劣势：只能粗调，难以达到精准调节；响应时间较慢，动作不能太频繁。综上所述，上述3种方案中均存在不同程度的技术问题。因此，本专利技术提供了一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，以克服上述至少部分技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，以解决上述至少部分技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，包括接入至变压器和负载之间的SVG模块，接入至变压器和负载之间的换相控制器，以及接入至变压器和负载之间的换相开关装置。进一步地，所述换相开关装置包括连接于变压器所接出A相线上的磁保持继电器CJ1，并联在磁保持继电器CJ1上的双向晶闸管VS1，连接于变压器所接出B相线上的磁保持继电器CJ2，并联在磁保持继电器CJ2上的双向晶闸管VS2，连接于变压器所接出C相线上的磁保持继电器CJ3，并联在磁保持继电器CJ3上的双向晶闸管VS3，负载分别与磁保持继电器CJ1、磁保持继电器CJ2、磁保持继电器CJ3、以及变压器所接出N相线相连。进一步地，所述SVG模块包括接入至变压器和负载之间的第一SVG单元和第二SVG单元，以及分别与两个SVG单元连接的驱动控制模块。进一步地，驱动控制模块包括控制器和从控制器接出的IGBT驱动器，IGBT驱动器分别与两个SVG单元连接。进一步地，所述第一SVG单元包括三个相互并联的SVG子单元，第二SVG单元包括三个相互并联的SVG子单元；SVG子单元包括一个二极管VD和一个三极管MOS，二极管VD的阴阳极分别与三极管MOS的集电极和发射极连接，IGBT驱动器与三极管MOS的基极连接。...

【技术保护点】
1.一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：包括接入至变压器和负载之间的SVG模块，接入至变压器和负载之间的换相控制器，以及接入至变压器和负载之间的换相开关装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：包括接入至变压器和负载之间的SVG模块，接入至变压器和负载之间的换相控制器，以及接入至变压器和负载之间的换相开关装置。


2.根据权利要求1所述的一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：所述换相开关装置包括连接于变压器所接出A相线上的磁保持继电器CJ1，并联在磁保持继电器CJ1上的双向晶闸管VS1，连接于变压器所接出B相线上的磁保持继电器CJ2，并联在磁保持继电器CJ2上的双向晶闸管VS2，连接于变压器所接出C相线上的磁保持继电器CJ3，并联在磁保持继电器CJ3上的双向晶闸管VS3，负载分别与磁保持继电器CJ1、磁保持继电器CJ2、磁保持继电器CJ3、以及变压器所接出N相线相连。


3.根据权利要求1所述的一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：所述SVG模块包括接入至变压器和负载之间的第一SVG单元和第二SVG单元，以及分别与两个SVG单元连接的驱动控制模块。


4.根据权利要求3所述的一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：驱动控制模块包括控制器和从控制器接出的IGBT驱动器，IGBT驱动器分别与两个SVG单元连接。


5.根据权利要求4所述的一种基于区域无线通信的台区电能质量优化装置，其特征在于：所述第一SVG单元包括三个相互并联的SVG子单元，第二SVG单元包括三个相互并联的SVG子单元；SVG子单元包括一个二极管VD和一个三极管MOS，二极管VD的阴阳极分别与三极管MOS的集电极和发射极连接，IGBT驱动器与三极管MOS的基极连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：钟建，张庸，程寅，张艺凡，刘凯，赖飞宇，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司眉山供电公司，
类型：发明
国别省市：四川;51