專利名稱：一種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)，屬電力電力系統(tǒng)配電節(jié)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]低壓電力負(fù)荷，通常是指交流380V系統(tǒng)所帶的負(fù)荷，占我國電力負(fù)荷用量的絕大部分。交流380V系統(tǒng)通常由三相四線組成，即A相、B相、C相、N相(零線)，其接帶的負(fù)荷幾乎包括了現(xiàn)代家電的所有種類和工廠用電、農(nóng)業(yè)灌溉。[0003]對(duì)于三相電機(jī)負(fù)荷而言，正常運(yùn)行時(shí)，三相是處于平衡狀態(tài)的。對(duì)居民用電來說， 其負(fù)荷幾乎都是單相的。由于居民負(fù)荷通常是用電纜從變壓器弓I出，安裝工人安裝時(shí)，很難知道進(jìn)入居民用戶的相別，更不知道哪一家負(fù)荷的性質(zhì)和大小?；蛘哒f，即使是知道某家負(fù)荷的大小，但由于用電的季節(jié)性和時(shí)段性，都會(huì)造成某相的負(fù)荷大小不可預(yù)測(cè)，也即非常容易造成三相負(fù)荷不平衡?？梢哉f低壓電力系統(tǒng)三相負(fù)荷絕對(duì)平衡是理想狀態(tài)，不平衡是常態(tài)。[0004]三相負(fù)荷不平衡，給電力系統(tǒng)帶來的危害是十分嚴(yán)重的。第一大危害是三相負(fù)荷不平衡造成線路損耗增大，線損增大的數(shù)值與電流成平方成正比。在平衡狀態(tài)，線路損耗 」P=I2R,且」Pa =」Pb=」Pc,三相總線損Σ」P=3 I2R ;當(dāng)系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)時(shí)，假設(shè) A相負(fù)荷為零，B、C兩相平均分擔(dān)了 A相的電流，則」Pa=O,」Pb= (1. 5I)2R=2. 251 ,」Pc = (1. 5I)2R=2. 251 Σ」Ρ=4. 5 I2R,線損增加了 50%。不難算出，若三相的負(fù)荷由一相接帶，此時(shí)的Σ」P= (3I)2R=9I2R,線損是平衡狀態(tài)時(shí)線損的3倍。[0005]三相負(fù)荷不平衡，給電力系統(tǒng)帶來的第二大危害是變壓器產(chǎn)生附加鐵損。Y/Yo接線的配網(wǎng)變壓器多采用三鐵心柱結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生三相負(fù)荷不平衡或者出現(xiàn)接地故障時(shí)，其一次側(cè)無零序電流存在，二次側(cè)有零序電流存在，因此二次側(cè)的零序電流完全是勵(lì)磁電流，產(chǎn)生的零序磁通不能在鐵心中閉合，需通過油箱壁閉合，從而在鐵箱等附件中發(fā)熱產(chǎn)生鐵損。[0006]三相負(fù)荷不平衡，給電力系統(tǒng)帶來的第三大危害是產(chǎn)生附加銅損，附加銅損增加會(huì)導(dǎo)致變壓器發(fā)熱，降低變壓器的運(yùn)行效率。[0007]三相負(fù)荷不平衡，給電力系統(tǒng)帶來的第四大危害是產(chǎn)生電壓偏移。[0008]因此，發(fā)明一種電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)非常有必要，它將實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)三相負(fù)荷狀態(tài)，采集本系統(tǒng)下屬的各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))的負(fù)荷，決策下一步應(yīng)如何重新分配負(fù)荷，使三相負(fù)荷在任何時(shí)候都基本上保持在平衡狀態(tài)。它不僅是一種提高變壓器運(yùn)行效率與壽命的產(chǎn)品，更是一種節(jié)能產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型的目的是，為了解決低壓電力負(fù)荷存在的不平衡問題，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整各相負(fù)荷的大小，使系統(tǒng)始終保持在基本平衡狀態(tài)，提高變壓器運(yùn)行效率，降低線路損耗，本發(fā)明提出并公開一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)。[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，本實(shí)用新型低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)由前端變換及切換電路、CPU及RS485接口電路、液晶顯示電路、三相通信模塊電路組成。前端變換及切換電路包括三個(gè)電壓互感器(PT)、三個(gè)電流互感器(CT)和雙4選I多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2 ;三個(gè)電壓互感器(PT)的一次繞組接入配電變壓器低壓側(cè)的三相上，二次繞組將配電輸出端電壓轉(zhuǎn)換成電壓小信號(hào)接入主機(jī)電路至CPU ；三個(gè)電流互感器(CT )將配電輸出總電流轉(zhuǎn)換成電流小信號(hào)接入主機(jī)電路至CPU ;三相通信模塊接CPU，三相通信模塊通過通過電網(wǎng)與分機(jī)通 目1旲塊相連;CPU連接液晶顯不電路和多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)主機(jī)與分機(jī)構(gòu)成的電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)三相負(fù)荷狀態(tài)，采集本系統(tǒng)下屬的各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))的負(fù)荷，決策下一步應(yīng)如何重新分配負(fù)荷，使三相負(fù)荷在任何時(shí)候都基本上保持在平衡狀態(tài)。從而解決電力負(fù)荷終端電流不平衡的問題，在不增加發(fā)電能力的情況下實(shí)現(xiàn)節(jié)能。[0012]本實(shí)用新型適用于配電變壓器低壓電力負(fù)荷的智能分配。


[0013]圖1為本實(shí)用新型用于低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)的示意圖；[0014]圖2為本實(shí)用新型主機(jī)前端變換及切換電路；[0015]圖3為本實(shí)用新型主機(jī)CPU電路和RS-485接口電路；[0016]圖4為本實(shí)用新型主機(jī)液晶模塊電路；[0017]圖5為本實(shí)用新型主機(jī)三相通信模塊電路；圖6為本實(shí)用新型主機(jī)三相通信切換電路；[0019]圖中符號(hào)表示CT1、CT2、CT3是各相的電流互感器；PT1、PT3、PT3是各相的電壓互感器；U1、U2、U3是雙4選I多路開關(guān)；U4是液晶模塊；U5是RS-485接口芯片；U6是CPU 微處理器；PXX1、PXX2、PXX3、PXX4是輸出引腳。
具體實(shí)施方式
[0020]本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如圖f圖6所示。[0021]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)，由三個(gè)電流互感器(CT1-CT3)、三個(gè)電壓互感器(PT1-PT3)、CPU及RS-485接口電路、液晶顯示電路、三相通信模塊電路組成。[0022]低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)中的電流互感器(CT1-CT3)，用于將大(配變輸出總電流)電流轉(zhuǎn)換成小信號(hào)的元件，其輸出電流信號(hào)接CPU ;電壓互感器(PT1-PT3)，用于將高電壓(配變輸出端電壓)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)的元件，其一次繞組接配電變壓器低壓端，二次繞組輸出的電壓信號(hào)接CPU。[0023]液晶(U4)是用于顯示各種信息的元件，接CPU。[0024]CPU(U6)，用于采集并進(jìn)行各種計(jì)算、存儲(chǔ)、與分機(jī)通信、發(fā)布命令的元件，它接受電壓互感器和電流互感器輸入的各相小信號(hào)電流和電壓；接受三相通信模塊發(fā)來的信號(hào)； 發(fā)出指令并通過通信模塊將信號(hào)發(fā)送到終端分機(jī)。[0025]三相通信模塊，可以按相與各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))通信的模塊。[0026]多路開關(guān)U1、多路開關(guān)U2和多路開關(guān)U3是雙4選I多路開關(guān)，多路并關(guān)U5是RS-485接口芯片。[0027]低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)的前端變換及切換電路由電壓互感器PT1、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3，電流互感器CT1、電流互感器CT2、電流互感器CT3，電阻R1、電阻 R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6，多路開關(guān)U1、多路開關(guān)U2所組成；配電變壓器低壓端電壓UA、UB、UC通過電阻R1、電阻R2、電阻R3分別接電壓互感器PT1、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3的一次側(cè)，電壓互感器PT1、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3的二次側(cè)接多路開關(guān)U2 ;電流互感器CT1、電流互感器CT2、電流互感器CT3的二次側(cè)分別并聯(lián)電阻R4、電阻 R5、電阻R6接至多路開關(guān)U2 ;多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2的9、10腳通過輸出引腳PXX1、輸出引腳PXX2接CPU (U6)。[0028]從配變輸出的三相總電流流分別經(jīng)DCTA、DCTB、DCTC，在副邊產(chǎn)生0-5A的電流。該電流經(jīng)CZ1、CZ2、CZ3進(jìn)入主機(jī)的電流互感器CTl、電流互感器CT2、電流互感器CT3進(jìn)行二次變換，在電阻R4、電阻R5、電阻R6上變成某個(gè)適合CPU (U6)采集的電壓(見圖2 )。[0029]從配變輸出的三相電壓經(jīng)024、025、026、027經(jīng)電阻1 1、電阻1 2、電阻R3限流后進(jìn)入主機(jī)，主機(jī)的電壓互感器PTl、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3變換成某個(gè)適合CPU (U6) 采集的電壓。[0030]在CPU (U6)的控制下，輸出引腳PXX1、輸出引腳PXX2產(chǎn)生3種“O”與“I”的組合，分時(shí)接通電流互感器CT1、電流互感器CT2、電流互感器CT3的輸出信號(hào)到多路開關(guān)Ul， 并從多路開關(guān)Ul的13、3腳引入到CPU (U6)的I1P、I1N。同時(shí)，分時(shí)接通電壓互感器PT1、 電壓互感器PT2、電壓互感器PT3的輸出信號(hào)到多路開關(guān)U2，并從多路開關(guān)U2的13、3腳引入到 CPU (U6)的 UP、UN。[0031]CPU (U6)通過分時(shí)接通3相電壓、電流到UP、UN, IIP、I1N，按上述原理實(shí)時(shí)計(jì)算本配變輸出總電流的大 小和不平衡度，并在液晶屏U4上顯示。[0032]當(dāng)三相電流的不平衡度超過合格范圍時(shí)，CPU (U6)立即啟動(dòng)采集下屬各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))中電流的程序。CPU (U6)按一定的通信規(guī)約打包需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并置輸出引腳PXX3、輸出引腳PXX4為某個(gè)值。如要向A相發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU (U6)通過置輸出引腳PXX3、輸出引腳PXX4為某個(gè)值，使SIGA與SIGOUT接通，即:使多路開關(guān)U3的12、13接通，發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)CPU(U6)的19腳一U3的12-13腳一三相通信模塊的SIGA — A相電壓線。 所有接在A相的電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))都能接收到命令，但只有地址與當(dāng)前命令相符的終端(分機(jī))才會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)。[0033]數(shù)據(jù)接收的流程是(以A相為例)A相電壓線一三相通信模塊的SIGA-三相通信模塊 SIGIN— CPU (U6)的 97 腳。[0034]每條命令都帶有相序標(biāo)志，以便終端(分機(jī))能確定三相輸入電壓線的相對(duì)相序并與主機(jī)保持一致。[0035]向其它相發(fā)送命令的過程與上述基本相同。
權(quán)利要求1.一種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)，其特征在于，所述主機(jī)由前端變換及切換電路、 CPU及RS485接口電路、液晶顯示電路、三相通信模塊電路組成；前端變換及切換電路包括三個(gè)電壓互感器、三個(gè)電流互感器和雙4選I多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2 ;三個(gè)電壓互感器的一次繞組接入配電變壓器低壓側(cè)的三相上，二次繞組將配電輸出端電壓轉(zhuǎn)換成電壓小信號(hào)接入主機(jī)電路至CPU ;三個(gè)電流互感器將配電輸出總電流轉(zhuǎn)換成電流小信號(hào)接入主機(jī)電路至CPU ;三相通信模塊接CPU，三相通信模塊通過電網(wǎng)與分機(jī)通信模塊相連；CPU連接液晶顯示電路和多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)，其特征在于，所述前端變換及切換電路由電壓互感器PTl、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3，電流互感器CTl、電流互感器CT2、電流互感器CT3，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6，多路開關(guān)Ul、多路開關(guān)U2所組成；配電變壓器低壓端電壓UA、電壓UB、電壓UC通過電阻R1、電阻 R2、電阻R3分別接電壓互感器PTl、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3的一次側(cè)，電壓互感器 PTl、電壓互感器PT2、電壓互感器PT3的二次側(cè)接多路開關(guān)U2 ;電流互感器CTl、電流互感器CT2、電流互感器CT3的二次側(cè)分別并聯(lián)電阻R4、電阻R5、電阻R6接至多路開關(guān)Ul ;多路開關(guān)Ul和多路開關(guān)U2的9、10腳通過輸出引腳PXXl、輸出引腳PXX2接CPU。
專利摘要一種低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)，所述主機(jī)由前端變換及切換電路、CPU及RS485接口電路、液晶顯示電路、三相通信模塊電路組成。前端變換及切換電路的三個(gè)電壓互感器(PT)和三個(gè)電流互感器(CT)將配電電壓、輸出總電流轉(zhuǎn)換成小信號(hào)接入主機(jī)電路至CPU；三相通信模塊接CPU，三相通信模塊通過電網(wǎng)各相與分機(jī)通信模塊相連；CPU連接液晶顯示電路和多路開關(guān)U1和多路開關(guān)U2。本實(shí)用新型電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)主機(jī)與分機(jī)構(gòu)成的電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)三相負(fù)荷狀態(tài)，采集各電力負(fù)荷智能分配終端的負(fù)荷并重新分配負(fù)荷，使三相負(fù)荷保持在平衡狀態(tài)。本實(shí)用新型適用于配電變壓器低壓電力負(fù)荷的智能分配。
文檔編號(hào)H02J13/00GK202840682SQ20122032953
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者劉望舒 申請(qǐng)人:劉望舒