三相電流不平衡自動控制系統及控制方法技術方案

本發明專利技術涉及一種三相電流不平衡自動控制系統及控制方法，包括智能換相開關組件和配電終端控制組件，智能換相開關組件與配電終端控制組件相連接；智能換相開關組件三相電流輸入端與三相電流相連接；智能換相開關組件三相電流輸出端與電力用戶相連接；換相開關組件同時接收配電終端控制組件的控制指令；智能換相開關組件根據配電終端控制組件的控制指令，將三相電流的一相與電力用戶相連通。本發明專利技術三相電流不平衡自動控制系統及控制方法，采用絕緣柵雙極型晶體管作為智能換相開關的主體開關模塊；采用配電終端與智能換相開關相配合的方式，針對配電臺區進行及時合理、無擾動的三相電流不平衡的調整；提高了配電臺區的設備安全及供電可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種三相電流不平衡換相方法，具體的說，是涉及一種三相電流不平衡自動控制系統及控制方法。
技術介紹
低壓配電網是電力系統的重要組成部分，是城市和農村建設的重要設施。在城市民用電網及農用電網中由于大量單相負荷的存在，三相間的電流不平衡現象尤為嚴重。電網中的三相不平衡電流會增加線路及變壓器的銅損，增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至會影響變壓器的安全運行，也會影響電能表的精度而造成計量損失，嚴重影響人們的生產生活。為了降低配電臺區電能損耗，提升配電臺區供電質量；經常采取相應的換相措施，對配電臺區進行三相電流不平衡調整。目前，國內對于三相電流不平衡處理措施主要有：(1)采用手動調整接線方法。運維人員發現線路三相電流不平衡現象后，針對用戶負載手動調整接線進行換相。但是，該方法手動調整效率低下不便捷，且操作具有一定危險性；需要停電操作，影響人們的生產生活，也不能根據負荷變換實現動態調整。(2)采用手動調整開關的方法。此方法采用三相斷路器與熔斷器的組合方式實現換相操作。將3只熔斷器的進線分別接在三相短路器的出線A、B、C三相上，出線端連接在一起，接進單相表箱。在換相時，只將三相斷路器斷開，連接相應相線的熔斷器進行換相。該方法雖然無需手動接線，操作便捷，但是還需要停電操作，也無法根據負荷變化實現實時動態三相電流不平衡的調整。(3)采用無功補償裝置的方法。此方法在傳統的無功補償基礎上，通過增加相間補償，改進控制算法，使其同時具備無功補償和三相電流不平衡調整的功能，但是通過這種方法，調整程度有限，只能調整三相電流不平衡度10％以及以下的，對于三相不平衡度達到10％以上的，這種方法就無法滿足三相電流不平衡調整要求。
技術實現思路
針對上述現有技術中的不足，本專利技術提供一種根據三相負荷的隨機變化，無擾動、準確快速的對其進行三相電流不平衡進行調節的三相電流不平衡自動控制系統及控制方法。本專利技術所采取的技術方案是：一種三相電流不平衡自動控制系統，包括：智能換相開關組件和配電終端控制組件，智能換相開關組件與配電終端控制組件相連接；智能換相開關組件三相電流輸入端與三相電流相連接；智能換相開關組件三相電流輸出端與電力用戶相連接；智能換相開關組件將采集的智能換相開關組件三相電流輸出端的模擬量及狀態量實時上傳到配電終端控制組件；換相開關組件同時接收配電終端控制組件的控制指令；智能換相開關組件根據配電終端控制組件的控制指令，將三相電流的一相與電力用戶相連通。所述智能換相開關組件包括通信模塊、電源模塊、主控模塊、換相開關模塊。所述智能換相開關組件的主控模塊包括數據采集單元、輸入輸出單元、CPU單元和計算單元。所述配電終端控制組件包括通信模塊、電源模塊、主控模塊。所述配電終端控制組件的主控模塊包括數據采集單元、輸入輸出單元、CPU單元、計算單元、存儲單元。所述換相開關模塊采用三個絕緣柵雙極型晶體管，智能換相開關組件的主控模塊通過控制三相線路上的三只絕緣柵雙極型晶體管的通斷來實現換相；所述絕緣柵雙極型晶體管的三個極分別是集電極、發射極和柵極；三相絕緣柵雙極型晶體管的柵極分別通過導線與主控模塊的相應接口連接；集電極與對應相分別連接；發射極統一與用戶進線側線路連接。所述智能換相開關組件與配電終端控制組件通過串口RS232/RS485或433M射頻相連接。一種三相電流不平衡自動控制系統的控制方法，包括如下步驟：步驟一，配電終端控制組件的主控模塊計算配電臺區三相電流不平衡度；步驟二，判斷配電臺區不平衡度是否超過設定值，并計算超過設定值大小；配電臺區不平衡度是否超過設定值執行步驟三，否則執行步驟八；步驟三，根據不平衡度超過設定值大小，確定需要換相的智能換相開關組件；步驟四，配電終端控制組件發送換相指令；需要換相的智能換相開關組件接收指令；步驟五，需要換相的智能換相開關組件的換相開關模塊，即已經導通的絕緣柵雙極型晶體管電壓過零，斷開導通相，封鎖已導通晶體管觸發脈沖；步驟六，判斷智能換相開關模塊是否斷相成功；斷相成功執行步驟七，否則執行步驟四；步驟七，智能換相開關模塊電壓過零，觸發智能換相開關另一相的導通；步驟八，換相操作成功，向用戶發送換相成功信息；智能換相開關組件的主控模塊采集出線的單相電流、電壓、頻率等模擬量以及自身的狀態量，并將采集到的數據及狀態量上傳到配電終端控制組件；執行步驟一。所述配電臺區不平衡度為三相負載電流的最大差值與平均值的比值的百分比；所述超過設定值是指所計算的三相電流不平衡度超過設定值百分比的范圍；所述智能換相開關的斷開是指閉鎖絕緣柵雙極型晶體管的觸發脈沖，導通是指觸發絕緣柵雙極型晶體管的脈沖。所述配電終端控制組件實時計算配電臺區的三相電流不平衡度，同時判斷該配電臺區的三相電流不平衡度是否超過設定值，如若超過設定值，計算不平衡度超值大小；所述配電終端控制組件根據不平衡度超值大小，通過在配電終端控制組件中存儲的各換相開關運行的電流大小及相位狀態分組情況，確定需要換相的換相開關；所述配電終端控制組件向需要換相的智能換相開關發送換相命令，智能換相開關接到換相控制命令后，計算需要斷開相的電壓過零點時刻，將需要斷開相的絕緣柵雙極型晶體管在電壓過零點時刻閉鎖觸發脈沖；所述智能換相開關計算出線側有無電壓，若無電壓，將需要導通相的絕緣柵雙極型晶體管的脈沖觸發，同時采集換相開關導通相的狀態，并將換相結果及換相后的狀態上報給配電終端控制組件；若有電壓，重新執行換相指令；待全部需要換相的智能換相開關全都換相成功后，確認三相電流不平衡調整成功，并通過短信方式把換相結果發送給用戶手機，重新計算該配電臺區的三相電流不平衡度。本專利技術相對現有技術的有益效果：本專利技術三相電流不平衡自動控制系統及控制方法，采用絕緣柵雙極型晶體管作為智能換相開關的主體開關模塊；采用配電終端與智能換相開關相配合的方式，針對配電臺區進行及時合理、無擾動的三相電流不平衡的調整；提高了配電臺區的設備安全及供電可靠性。附圖說明圖1是本專利技術的三相電流不平衡自動控制系統結構示意圖；圖2是本專利技術的三相電流不平衡自動控制系統的控制流程圖。具體實施方式以下參照附圖及實施例對本專利技術進行詳細的說明：圖1中的TA、TV分別代表電力用戶進線側的電流互感器、電壓互感器。圖1中所述絕緣柵雙極型晶體管的三個極分別是集電極C、發射極E和柵極G。三相絕緣柵雙極型晶體管的柵極G分別通過導線與主控模塊的相應接口連接；集電極C與對應相分別連接；發射極E統一與用戶進線側線路連接。圖1，只具體顯示A相晶體管接法，B、C相接法與A相相同。換相開關的主控模塊中含有DSP主控制器件，完成系統電壓、電流信號的采集分析。根據算法及公式計算三相電流不平衡度[MAX(Ia,Ib,Ic)-MIN(Ia,Ib,Ic)]/AVERAGE(Ia,Ib,Ic)*100％,并與整定值對比，大于整定值則觸發智能換相操作。附圖1-2可知，一種三相電流不平衡自動控制系統，包括：智能換相開關組件和配電終端控制組件，智能換相開關組件與配電終端控制組件相連接；智能換相開關組件三相電流輸入端與三相電流相連接；智能換相開關組件三相電流輸出端與電力用戶相連接；智能換相開關組件將采集的智能換相開關組件三相電流輸出端的模擬量及狀態量實時通過通信模塊上傳到配電終端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相電流不平衡自動控制系統，包括：智能換相開關組件和配電終端控制組件，其特征在于，智能換相開關組件與配電終端控制組件相連接；智能換相開關組件三相電流輸入端與三相電流相連接；智能換相開關組件三相電流輸出端與電力用戶相連接；智能換相開關組件將采集的智能換相開關組件三相電流輸出端的模擬量及狀態量實時上傳到配電終端控制組件；換相開關組件同時接收配電終端控制組件的控制指令；智能換相開關組件根據配電終端控制組件的控制指令，將三相電流的一相與電力用戶相連通。

【技術特征摘要】
1.一種三相電流不平衡自動控制系統，包括：智能換相開關組件和配電終端控制組件，其特征在于，智能換相開關組件與配電終端控制組件相連接；智能換相開關組件三相電流輸入端與三相電流相連接；智能換相開關組件三相電流輸出端與電力用戶相連接；智能換相開關組件將采集的智能換相開關組件三相電流輸出端的模擬量及狀態量實時上傳到配電終端控制組件；換相開關組件同時接收配電終端控制組件的控制指令；智能換相開關組件根據配電終端控制組件的控制指令，將三相電流的一相與電力用戶相連通。2.根據權利要求1所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述智能換相開關組件包括通信模塊、電源模塊、主控模塊、換相開關模塊。3.根據權利要求2所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述智能換相開關組件的主控模塊包括數據采集單元、輸入輸出單元、CPU單元和計算單元。4.根據權利要求1所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述配電終端控制組件包括通信模塊、電源模塊、主控模塊。5.根據權利要求4所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述配電終端控制組件的主控模塊包括數據采集單元、輸入輸出單元、CPU單元、計算單元、存儲單元。6.根據權利要求2所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述換相開關模塊采用三個絕緣柵雙極型晶體管，智能換相開關組件的主控模塊通過控制三相線路上的三只絕緣柵雙極型晶體管的通斷來實現換相；所述絕緣柵雙極型晶體管的三個極分別是集電極、發射極和柵極；三相絕緣柵雙極型晶體管的柵極分別通過導線與主控模塊的相應接口連接；集電極與對應相分別連接；發射極統一與用戶進線側線路連接。7.根據權利要求1所述三相電流不平衡自動控制系統，其特征在于：所述智能換相開關組件與配電終端控制組件通過串口RS232/RS485或433M射頻相連接。8.一種根據權利要求1-7任一所述的三相電流不平衡自動調整系統的控制方法，其特征在于包括如下步驟：步驟一，配電終端控制組件的主控模塊計算配電臺區三相電流不平衡度；步驟二，判斷配電臺區不平衡度是否超過設定值，并計算超過設定值大小；配電臺區不平衡度是否超過設定值執行步驟三，否則執行...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊敦高，李振林，劉玉剛，王力，陳平，馬慶玉，
申請(專利權)人：北京合銳賽爾電力科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11