一种台区三相不平衡治理设备制造技术

本发明专利技术涉及一种台区三相不平衡治理设备。治理设备包括多个监测装置、治理装置和控制器。监测装置用于采集三相主线路及各分线路的电流与电压。治理装置用于在三相不平衡时，调整三相主线路的负荷电流。控制器用于：一、根据三相电流计算三相不平衡度；二、对三相电流取均值，将每相电流与均值的差值作为相应的补偿电流；三：根据三相电流与负载端总电压计算台区负载端的视在总功率；四、根据视在总功率与三相不平衡度的阈值范围控制治理装置调整三相电流以使三相电流趋于平衡。本发明专利技术采用动态补偿与自动换相方法相结合，对于台区负载端三相不平衡达到精确、高效的治理，同时降低设备成本，减小电能损失。减小电能损失。减小电能损失。

【技术实现步骤摘要】
一种台区三相不平衡治理设备


[0001]本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种台区三相不平衡治理设备。

技术介绍

[0002]三相不平衡，是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致，且幅值差超过规定范围。电力系统三相不平衡是由于三相负载不平衡、单相负载用电不同时以及系统元件三相参数不对称等所致。电力系统三相不平衡度是电能质量的主要指标之一。
[0003]台区电路中的三相不平衡具有以下危害：1、增加线路的电能损耗。2、增加配电变压器的电能损耗。3、配变出力减少。4、配变产生零序电流。5、影响用电设备的安全运行。
[0004]现有的三相不平衡的处理方法中，一般采用以下几种方法：均匀分布负荷、增加短路容量、静态补偿、动态补偿等。然而，由于施工人员的接线失误，以及用户用电的不定时性，均匀分布电荷难以及时调整，在有大功率用电器接入的情况下，可能会更加重三相不平衡度。而增加短路容量并未从根本上解决三相不平衡问题，虽然提高了系统的承受能力，但加剧了电量的损耗。静态补偿与动态补偿虽然能进行精确调控，但对于如台区等负载量大的电力系统，需要的设备质量要求较高，增加了三相不平衡的治理成本。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对现有三相不平衡治理难以在保证精确高效治理的情况下降低治理成本的问题，提供一种台区三相不平衡治理设备。本专利技术通过以下技术方案实现：一种台区三相不平衡治理设备，其包括多个监测装置、治理装置和控制器。
[0006]监测装置分为三个主检测装置和多个分监测装置。其中，主检测装置连通在台区负载端的三相主线路中，用于实时采集三相主线路的电流和电压。分监测装置用于检测用户端的实时用电电流和电压。
[0007]治理装置用于在三相不平衡时，通过相应的技术手段调整三相主线路的负荷电流，以使三相主线路中电流趋于平衡。治理装置包括电流动态补偿装置和多个换相开关。其中，电流动态补偿装置用于直接对三相主线路的电流进行调节，以使各相总电流趋于相等。每个换相开关连通在一个用户端，如连通在电能表的输入端和三相主电路的输出端。换相开关用于切换用户端连通的相线。
[0008]控制器，其用于：
[0009]一、根据三相电流计算三相不平衡度：
[0010]ε＝(I
MAX
‑
I
MIN
)/I
MAX
[0011]其中，ε为三相不平衡度，I
MAX
为I
A
、I
B
和I
C
中的最大值，I
MIN
为I
A
、I
B
和I
C
中的最小值，I
A
、I
B
和I
C
分别为台区负载端主线路中A相、B相和C相的电流。
[0012]二、对三相电流取均值。将每相电流与均值的差值作为相应的补偿电流。补偿电流的计算方法如下：
[0013]I
RA
＝I
A
‑
I
AVG
；I
AVG
＝(I
A
+I
B
+I
C
)/3
[0014]I
RB
＝I
B
‑
I
AVG
[0015]I
RC
＝I
C
‑
I
AVG
[0016]其中，I
RA
、I
RB
、I
RC
分别为A相、B相和C相的补偿电流，I
AVG
为三相电流的均值。
[0017]三：根据三相电流与负载端总电压计算台区负载端的视在总功率P为：
[0018][0019]其中，U为负载端总电压。
[0020]四、根据视在总功率与三相不平衡度的阈值范围做出如下决策：
[0021]a：若三相不平衡度低于一个预设的阈值一，则对三相电流不做调整。
[0022]b：若三相不平衡度处于阈值一与一个预设的阈值二之间，且视在总功率低于一个预设的功率阈值，则采用动态补偿方法对三相电流进行调整，以使三相不平衡度低于阈值范围。
[0023]c：若三相不平衡度处于阈值一与一个预设的阈值二之间且视在总功率不低于一个预设的功率阈值或三相不平衡度高于一个预设的阈值二，则采用自动换相方法对三相电流进行调整，以使三相不平衡度低于阈值范围。。
[0024]上述台区三相不平衡治理设备采用动态补偿与自动换相方法相结合，在视在总功率较低的情况下，针对处于预设范围内的三相不平衡度采用动态补偿进行治理，并对其他不低于预设范围的三相不平衡度采用自动换相方法治理，从而达到对于台区负载端三相不平衡精确、高效治理的目的，同时降低设备成本，减小电能损耗。
[0025]在其中一个实施例中，动态补偿装置的工作过程如下：
[0026]b1：根据总电压和各相总电流分别计算每一相的总功率。根据每个分电流及其对应的分电压计算相应的分功率。
[0027]b2：将各相的分功率之和与各相的总功率的比值作为补偿比例。其中，分功率之和P
ALL
的计算方法如下：
[0028]P
ALL
＝P
A
+P
B
+P
C
[0029][0030][0031][0032]其中，P
A
、P
B
、P
C
分别为台区负载端总线路中A相、B相和C相的分功率，U
A
、U
B
和U
C
分别为A相、B相和C相的分电压，i、j、k分别为台区负载端总线路中A相、B相和C相的分电流数量。
[0033]b3：将补偿比例及各相的补偿电流的乘积作为各相的实际补偿电流。其中，实际补偿电流的计算方法如下：
[0034]I
A0
＝KI
RA
。K＝P
ALL
/P
[0035]I
B0
＝KI
RB
[0036]I
C0
＝KI
RC
[0037]其中，K为补偿系数，I
RA
、I
RB
、I
RC
分别为A相、B相和C相的补偿电流。
[0038]b4：根据各相的实际补偿电流对各相电流进行调整以使调整后三相不平衡度低于阈值范围。
[0039]在其中一个实施例中，换相开关的工作过程如下：
[0040]将每一相中的多个分电流组合成一个分电流集。
[0041]对所有分电流集中的每个分电流进行重新分配，以使每一分电流集中的分电流之和趋向相等。其中，分电流分配的方法包括如下步骤：c1：计算每一相的分电流之和作为实际总电流，并对三相的实际总电流取均值。c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种台区三相不平衡治理设备，其用于调节台区负载端的三相电流以使三相电流趋于平衡，减少由三相不平衡造成的用电损耗及潜在风险；其特征在于，其包括：多个监测装置，其包括三个主监测装置和多个分监测装置；三个所述主监测装置分别与台区负载端的三相主线路连通，用于实时采集台区负载端的各相总电流；多个所述分监测装置分别连通在用户端，用于实时采集每个用户端的分电流；治理装置，其包括电流动态补偿装置和多个换相开关；所述电流动态补偿装置连通在台区负载端的三相主线路中，用于将三相电流中超出平均电流的部分交流电流转化为直流电流存储在一个储电装置中，随后将直流电流逆变为交流电流后分配到低于平均电流的电路中；所述换相开关连通在用户端，用于切换用户端连通的相线；以及控制器，其用于：一、根据所述三相电流计算三相不平衡度：ε＝(I
MAX
‑
I
MIN
)/I
MAX
其中，ε为三相不平衡度，I
MAX
为I
A
、I
B
和I
C
中的最大值，I
MIN
为I
A
、I
B
和I
C
中的最小值，I
A
、I
B
和I
C
分别为台区负载端主线路中A相、B相和C相的电流；二、对三相电流取均值；将每相电流与均值的差值作为相应的补偿电流；补偿电流的计算方法如下：I
RA
＝I
A
‑
I
AVG
；I
AVG
＝(I
A
+I
B
+I
C
)/3I
RB
＝I
B
‑
I
AVG
I
RC
＝I
C
‑
I
AVG
其中，I
RA
、I
RB
、I
RC
分别为A相、B相和C相的补偿电流，I
AVG
为三相电流的均值；三：根据所述三相电流与所述负载端总电压计算台区负载端的视在总功率P为：其中，U为负载端总电压；四、根据所述视在总功率与所述三相不平衡度的阈值范围做出如下决策：a：若所述三相不平衡度低于一个预设的阈值一，则对三相电流不做调整；b：若所述三相不平衡度处于所述阈值一与一个预设的阈值二之间，且所述视在总功率低于一个预设的功率阈值，则采用动态补偿方法对三相电流进行调整，以使所述三相不平衡度低于所述阈值范围；c：若所述三相不平衡度处于所述阈值一与一个预设的阈值二之间且所述视在总功率不低于一个预设的功率阈值或所述三相不平衡度高于一个预设的阈值二，则采用自动换相方法对三相电流进行调整，以使所述三相不平衡度低于所述阈值范围。2.根据权利要求1所述的台区三相不平衡治理设备，其特征在于，所述动态补偿装置的工作过程如下：b1：根据所述总电压和各相总电流分别计算每一相的总功率；根据每个分电流及其对应的分电压计算相应的分功率；b2：将各相的分功率之和与各相的总功率的比值作为补偿比例；其中，所述分功率之和P
ALL
的计算方法如下：P
ALL
＝P
A
+P
B
+P
C
其中，P
A
、P
B
、P
C
分别为台区负载端总线路中A相、B相和C相的分功率，U
A
、U
B
和U
C
分别为A相、B相和C相的分电压，i、j、k分别为台区负载端总线路中A相、B相和C相的分电流数量；b3：将所述补偿比例及各相的补偿电流的乘积作为各相的实际补偿电流；其中，所述实际补偿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王记强，胡文超，蒋志刚，章亚辉，徐晓波，郝雨，王明，
申请(专利权)人：安徽明生恒卓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：