專利名稱：配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)調(diào)節(jié)配電網(wǎng)三相負(fù)載平衡的裝置。
技術(shù)背景目前在城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中存在的一個(gè)主要問題是三相負(fù)載不平衡，會(huì)對(duì)電力 的生產(chǎn)與傳輸造成很大的影響，不平衡的差距過大甚至?xí)p壞電力設(shè)備。三 相負(fù)載不平衡主要是由于大多用戶在用電時(shí)只從三相中任取一相而引起的， 目前解決的主要方法就是電力運(yùn)營部門根據(jù)各相負(fù)載情況，找大的用電單位 人工調(diào)整他們一個(gè)單位的用電，使該區(qū)電網(wǎng)三相的負(fù)載整體趨于基本平衡， 三相負(fù)載差別在允許范圍之內(nèi)。這種方法主要的問題就是僅能夠使配電網(wǎng)趨 于三相平衡、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所需調(diào)整的用電單位需要停工、耽誤正常生產(chǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有配電網(wǎng)三相負(fù)載平衡調(diào)節(jié)方法存在的僅能夠使配 電網(wǎng)趨于三相平衡、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、所需調(diào)整的用電單位需要停工、耽誤正常生 產(chǎn)的問題，而提供一種配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置。本實(shí)用新型包含主控制器l、從控制器2、電壓檢測(cè)模塊3、電流檢測(cè)模塊4、電能計(jì)量模塊5、接 口電平轉(zhuǎn)換模塊6、電壓過零檢測(cè)模塊7、固態(tài)繼電器9、第一整流器IO、第 一逆變器11、并網(wǎng)模塊13、電源模塊14和電壓轉(zhuǎn)換模塊15，電壓檢測(cè)模塊 3的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電壓檢測(cè)模塊3 的輸出端與電能計(jì)量模塊5的電壓檢測(cè)輸入端連接，電流檢測(cè)模塊4的四個(gè) 輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電流檢測(cè)模塊4的輸出端 與電能計(jì)量模塊5的電流檢測(cè)輸入端連接，電能計(jì)量模塊5的輸出端與接口 電平轉(zhuǎn)換模塊6的輸入端連接，接口電平轉(zhuǎn)換模塊6的輸出端與主控制器1 的檢測(cè)輸入端連接，電壓過零檢測(cè)模塊7的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的 A、 B、 C和N相連接，電壓過零檢測(cè)模塊7的輸出端與從控制器2的電壓過 零檢測(cè)輸入端連接，從控制器2的控制輸入端與主控制器1的控制輸出端連 接，固態(tài)繼電器9的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，固態(tài)繼電器9的第一輸出端與第一整流器10的輸入端連接，固態(tài)繼電器9的 控制輸入端與從控制器2的繼電器控制輸出端連接，第一整流器10的輸出端 與第一逆變器11的輸入端連接，第一逆變器11的控制輸入端與從控制器2 的第一逆變控制輸出端連接，第一逆變器11的輸出端與并網(wǎng)模塊13的輸入 端連接，并網(wǎng)模塊13的控制輸入端與從控制器2的并網(wǎng)控制輸出端連接，并 網(wǎng)模塊13的四個(gè)輸出端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電源模 塊14的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電源模塊14 的輸出端與電壓轉(zhuǎn)換模塊15的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊15的主電源輸出 端與主控制器1的電源輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊15的從電源輸出端與從控 制器2的電源輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果是可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載低的一相同時(shí)給負(fù)載高的兩相 供電，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載低的兩相同時(shí)給負(fù)載高的一相供電，也可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載低 的一相單獨(dú)給負(fù)載高的一相供電，使總負(fù)載在三相間均衡分配，使三相間電 壓、電流均衡，消除缺相現(xiàn)象，降低整個(gè)變壓器負(fù)載端線損，使變壓器三相 負(fù)載平衡，延長變壓器使用壽命，使變壓器運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)防止變壓器單相 或兩相負(fù)載過重，使電壓過低，造成缺相使用電設(shè)備無法運(yùn)轉(zhuǎn)，或者電流過 大燒毀用電設(shè)備；本實(shí)用新型的裝置還可以并聯(lián)接入變壓器的輸出端或者接 在三相嚴(yán)重不平衡多項(xiàng)負(fù)載的前端，平衡三相負(fù)載，接入時(shí)不需要將原有輸 電線路斷電，施工方便。


圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施方式
二的電路結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3是具體實(shí)施方式
三的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是具體實(shí)施方式四 八的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一參見圖l，本實(shí)施方式由主控制器l、從控制器2、電 壓檢測(cè)模塊3、電流檢測(cè)模塊4、電能計(jì)量模塊5、接口電平轉(zhuǎn)換模塊6、電 壓過零檢測(cè)模塊7、固態(tài)繼電器9、第一整流器10、第一逆變器11、并網(wǎng)模 塊13、電源模塊14和電壓轉(zhuǎn)換模塊15組成，電壓檢測(cè)模塊3的四個(gè)輸入端 分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電壓檢測(cè)模塊3的輸出端與電能計(jì)量模塊5的電壓檢測(cè)輸入端連接，電流檢測(cè)模塊4的四個(gè)輸入端分別與三 相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電流檢測(cè)模塊4的輸出端與電能計(jì)量模塊 5的電流檢測(cè)輸入端連接，電能計(jì)量模塊5的輸出端與接口電平轉(zhuǎn)換模塊6的 輸入端連接，接口電平轉(zhuǎn)換模塊6的輸出端與主控制器1的檢測(cè)輸入端連接， 電壓過零檢測(cè)模塊7的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接， 電壓過零檢測(cè)模塊7的輸出端與從控制器2的電壓過零檢測(cè)輸入端連接，從 控制器2的控制輸入端與主控制器1的控制輸出端，固態(tài)繼電器9的四個(gè)輸 入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，固態(tài)繼電器9的第一輸出端 與第一整流器10的輸入端連接，固態(tài)繼電器9的控制輸入端與從控制器2的 繼電器控制輸出端連接，第一整流器10的輸出端與第一逆變器11的輸入端 連接，第一逆變器11的控制輸入端與從控制器2的第一逆變控制輸出端連接， 第一逆變器11的輸出端與并網(wǎng)模塊13的輸入端連接，并網(wǎng)模塊13的控制輸 入端與從控制器2的并網(wǎng)控制輸出端連接，并網(wǎng)模塊13的四個(gè)輸出端分別與 三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電源模塊14的四個(gè)輸入端分別與三相 配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，電源模塊14的輸出端與電壓轉(zhuǎn)換模塊15的 輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊15的主電源輸出端與主控制器1的電源輸入端連 接，電壓轉(zhuǎn)換模塊15的從電源輸出端與從控制器2的電源輸入端連接。所述 主控制器1和從控制器2可采用TMS320F2809型微處理器，所述電壓轉(zhuǎn)換模 塊15可采用TPS70151型微處理器，所述電能計(jì)量模塊5可采用ATT7022A 型微處理器，所述接口電平轉(zhuǎn)換模塊6可采用DS1302型微處理器，所述電壓 過零檢測(cè)模塊7采用LM339型微處理器作為比較器，所述第一逆變器11可 采用SKN型逆變器，所述并網(wǎng)模塊13可采用Muli2型并網(wǎng)控制模塊，所述 電源模塊14可采用VIPAC系列AC-DC電源。工作原理假設(shè)A、 B相負(fù)載不平衡，A相負(fù)載大，B相負(fù)載小，C相正 常，總功率為尸-fVxCosp + tVBCos^+t/c/cCos^小于額定功率。為使變壓器 負(fù)載平衡將B相提供部分電流給A相滿足需求，需求量為A7。平衡后的A、 B相電流分別為/二-^-A7、 /;=/s+A/，功率為<formula>formula see original document page 7</formula>從公式(l)可以看出均衡后的總功率與均衡前總功率相等，但各項(xiàng)電流發(fā) 生變化，變壓器輸出端A相電流減小，所提供的大電流由B相補(bǔ)償了，這樣 對(duì)于變壓器，負(fù)載達(dá)到均衡。本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)模塊3、電流檢測(cè)模塊4 和電能計(jì)量模塊5將采集到的三相配電網(wǎng)各相負(fù)載狀況傳送到主控制器1，主 控制器1通過控制固態(tài)繼電器9的開關(guān)對(duì)當(dāng)前負(fù)載狀況進(jìn)行調(diào)整任務(wù)劃分， 實(shí)現(xiàn)A、 B、 C相切換，使變壓器負(fù)荷得到均衡分配。在某一相或兩相給其它 相提供電能分擔(dān)其它相負(fù)載時(shí)，首先將該相和N相間接入第一整流器IO，實(shí) 現(xiàn)該相電能直流方式輸出，然后將直流電接入第一逆變器ll，通過第一逆變 器11輸入到并網(wǎng)模塊13，由從控制器2控制并網(wǎng)模塊13選擇負(fù)載高相并網(wǎng) 輸出電能，并且輸出電壓相位的相角頻率等指標(biāo)和負(fù)載高相一致，將單相并 網(wǎng)輸出端接入負(fù)載的高相和N相之間，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的低相給高相提供電能而平 衡三相負(fù)載的目的。
具體實(shí)施方式
二參見圖2，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了過流保護(hù)模塊8，過流保護(hù)模塊8的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、 B、 C和N相連接，過流保護(hù)模塊8的控制輸入端與從控制器2的過流保護(hù)控制 輸出端連接，過流保護(hù)模塊8的四個(gè)輸出端分別與固態(tài)繼電器9的四個(gè)輸入 端連接。當(dāng)三相配電網(wǎng)內(nèi)的電流大于工作元件的額定值時(shí)，由從控制器2控 制過流保護(hù)模塊8完成過流保護(hù)。
具體實(shí)施方式
三參見圖3，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了第二整流器24和第二逆變器25，第二整流器24的輸入端與固態(tài)繼電器9 的第二輸出端連接，第二整流器24的輸出端與第二逆變器25的輸入端連接， 第二逆變器25的輸出端與并網(wǎng)模塊13的第二輸入端連接，第二逆變器25的 控制輸入端與從控制器2的第二逆變控制輸出端連接。通過兩組整流器和兩 組逆變器可以實(shí)現(xiàn)一相給一相， 一相給兩相，兩相給一相供電。
具體實(shí)施方式
四參見圖4，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了逆變器輸出電壓值檢測(cè)模塊12，逆變器輸出電壓值檢測(cè)電路12和并網(wǎng)模塊13的輸入端都與第一逆變器11的輸出端連接，逆變器輸出電壓值檢測(cè)電路 12的輸出端與從控制器2的逆變電壓檢測(cè)輸入端連接。逆變器輸出電壓值檢 測(cè)模塊12的作用是判斷逆變后是否滿足并網(wǎng)條件a、使逆變輸出電壓和市 電壓接近相等，壓差在10%以內(nèi)；b、逆變輸出頻率接近市電頻率，頻差在土 4Hz以內(nèi)；c、逆變輸出電壓和市電電壓的相位相同，相位差在土10。以內(nèi)。如 果滿足條件則實(shí)施并網(wǎng)，否則將由從控制器2繼續(xù)調(diào)整。
具體實(shí)施方式
五參見圖4，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了第一JTAG接口 16和第二JTAG接口 17，第一JTAG接口 16的輸入輸出端 與主控制器1的JTAG數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，第二 JTAG接口 17的輸入輸出 端與從控制器2的JTAG數(shù)據(jù)輸入輸出端連接。JTAG接口用于在DSP集成開 發(fā)環(huán)境CCS下，通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash的在線編程。
具體實(shí)施方式
六參見圖4，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了 RS485串行接口 19和RS232串行接口 20， RS485串行接口 19的輸入輸出 端與主控制器1的RS485串行數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，RS232串行接口 20的輸 入輸出端與主控制器1的RS232串行數(shù)據(jù)輸入輸出端連接。RS485串行接口 19和RS232串行接口 20可實(shí)現(xiàn)裝置與裝置之間、裝置與PC機(jī)后臺(tái)通信及遠(yuǎn) 程控制。
具體實(shí)施方式
七參見圖4，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了 SD接口 21，SD接口 21的輸入輸出端與主控制器1的SD卡數(shù)據(jù)輸入輸出 端連接。接入SD卡接口 21以后可以通過SD卡記錄現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施方式
八參見圖4，本實(shí)施方式在具體實(shí)施方式
一的基礎(chǔ)上增加 了顯示接口 22和鍵盤接口 23，顯示接口 22的輸入端與主控制器1的顯示數(shù) 據(jù)輸出端連接，鍵盤接口 23的輸出端與主控制器1的按鍵數(shù)據(jù)輸入端連接。 用戶可以根據(jù)不同地區(qū)的配電情況通過鍵盤接口 23設(shè)備參數(shù)輸入到裝置中， 并通過顯示接口 22監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀況。
權(quán)利要求1、配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它包含主控制器(1)、從控制器(2)、電壓檢測(cè)模塊(3)、電流檢測(cè)模塊(4)、電能計(jì)量模塊(5)、接口電平轉(zhuǎn)換模塊(6)、電壓過零檢測(cè)模塊(7)、固態(tài)繼電器(9)、第一整流器(10)、第一逆變器(11)、并網(wǎng)模塊(13)、電源模塊(14)和電壓轉(zhuǎn)換模塊(15)，電壓檢測(cè)模塊(3)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，電壓檢測(cè)模塊(3)的輸出端與電能計(jì)量模塊(5)的電壓檢測(cè)輸入端連接，電流檢測(cè)模塊(4)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，電流檢測(cè)模塊(4)的輸出端與電能計(jì)量模塊(5)的電流檢測(cè)輸入端連接，電能計(jì)量模塊(5)的輸出端與接口電平轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸入端連接，接口電平轉(zhuǎn)換模塊(6)的輸出端與主控制器(1)的檢測(cè)輸入端連接，電壓過零檢測(cè)模塊(7)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，電壓過零檢測(cè)模塊(7)的輸出端與從控制器(2)的電壓過零檢測(cè)輸入端連接，從控制器(2)的控制輸入端與主控制器(1)的控制輸出端連接，固態(tài)繼電器(9)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，固態(tài)繼電器(9)的第一輸出端與第一整流器(10)的輸入端連接，固態(tài)繼電器(9)的控制輸入端與從控制器(2)的繼電器控制輸出端連接，第一整流器(10)的輸出端與第一逆變器(11)的輸入端連接，第一逆變器(11)的控制輸入端與從控制器(2)的第一逆變控制輸出端連接，第一逆變器(11)的輸出端與并網(wǎng)模塊(13)的輸入端連接，并網(wǎng)模塊(13)的控制輸入端與從控制器(2)的并網(wǎng)控制輸出端連接，并網(wǎng)模塊(13)的四個(gè)輸出端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，電源模塊(14)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的A、B、C和N相連接，電源模塊(14)的輸出端與電壓轉(zhuǎn)換模塊(15)的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊(15)的主電源輸出端與主控制器(1)的電源輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換模塊(15)的從電源輸出端與從控制器(2)的電源輸入端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了過流保護(hù)模塊(8)，過流保護(hù)模塊(8)的四個(gè)輸入端分別與三相配電網(wǎng)的 A、 B、 C和N相連接，過流保護(hù)模塊(8)的控制輸入端與從控制器(2)的過流保 護(hù)控制輸出端連接，過流保護(hù)模塊(8)的四個(gè)輸出端分別與固態(tài)繼電器(9)的四 個(gè)輸入端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了第二整流器(24)和第二逆變器(25)，第二整流器(24)的輸入端與固態(tài)繼 電器(9)的第二輸出端連接，第二整流器(24)的輸出端與第二逆變器(25)的輸入 端連接，第二逆變器(25)的輸出端與并網(wǎng)模塊(13)的第二輸入端連接，第二逆 變器(25)的控制輸入端與從控制器(2)的第二逆變控制輸出端連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了逆變器輸出電壓值檢測(cè)模塊(12)，逆變器輸出電壓值檢測(cè)電路(12)和并 網(wǎng)模塊(13)的輸入端都與第一逆變器(11)的輸出端連接，逆變器輸出電壓值檢 測(cè)電路(12)的輸出端與從控制器(2)的逆變電壓檢測(cè)輸入端連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了第一 JTAG接口(16)和第二 JTAG接口(17)，第一 JTAG接口(16)的輸入 輸出端與主控制器(l)的JTAG數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，第二 JTAG接口(17)的輸 入輸出端與從控制器(2)的JTAG數(shù)據(jù)輸入輸出端連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了 RS485串行接口(19)和RS232串行接口(20)， RS485串行接口(19)的輸 入輸出端與主控制器(l)的RS485串行數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，RS232串行接口 (20)的輸入輸出端與主控制器(1)的RS232串行數(shù)據(jù)輸入輸出端連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了 SD接口(21)， SD接口(21)的輸入輸出端與主控制器(1)的SD卡數(shù)據(jù)輸 入輸出端連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，其特征在于它 增加了顯示接口(22)和鍵盤接口(23)，顯示接口(22)的輸入端與主控制器(1)的 顯示數(shù)據(jù)輸出端連接，鍵盤接口(23)的輸出端與主控制器(1)的按鍵數(shù)據(jù)輸入端 連接。
專利摘要配電網(wǎng)三相負(fù)載自動(dòng)均衡裝置，它是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)配電網(wǎng)三相負(fù)載平衡的裝置，以解決現(xiàn)有配電網(wǎng)三相負(fù)載平衡調(diào)節(jié)方法存在的僅能夠使配電網(wǎng)趨于三相平衡、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、需要停工、耽誤生產(chǎn)的問題。本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊、電壓過零檢測(cè)模塊、固態(tài)繼電器和電源模塊與三相配電網(wǎng)連接，電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊與電能計(jì)量模塊連接，電能計(jì)量模塊與接口電平轉(zhuǎn)換模塊連接，接口電平轉(zhuǎn)換模塊與主控制器連接，電壓過零檢測(cè)模塊與從控制器連接，從控制器的控制輸入端與主控制器的控制輸出端連接，固態(tài)繼電器與第一整流器連接，固態(tài)繼電器與從控制器連接，第一整流器與第一逆變器連接，第一逆變器與并網(wǎng)模塊連接，并網(wǎng)模塊與三相配電網(wǎng)連接。
文檔編號(hào)H02J3/26GK201122847SQ20072011758
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者英曉東 申請(qǐng)人:黑龍江中星科技股份有限公司