配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，包括變壓器輸出的A、B、C三相電源線，其特征在于：固定單相用戶群按照用戶數(shù)量均勻分配在A、B、C三相電源線上，每個可調(diào)單相用戶群通過執(zhí)行分機與A、B、C三相電源線連接，該執(zhí)行分機用于實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路相線之間切換，在所述A、B、C三相電源線上還連接有智能主機，該智能主機用于檢測A、B、C三相電源線上的負荷狀況，并通過電力載波向多個執(zhí)行分機發(fā)送負荷平衡控制信號。其顯著效果是：配電網(wǎng)絡(luò)簡單、控制方便，只需一臺智能主機和與部分用戶群體相連的執(zhí)行分機組成，通過三相負荷智能平衡控制，提高了變壓器的運行效率，降低了線路的損耗。
【專利說明】配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及配電系統(tǒng)負荷平衡控制技術(shù)，具體地講，是一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電能作為一種清潔能源，必須經(jīng)過發(fā)電、輸送、配電等多個環(huán)節(jié)，但每經(jīng)過一個環(huán)節(jié)，就要產(chǎn)生能量損耗。電能損耗最大產(chǎn)生在配電網(wǎng)中，在配電網(wǎng)中三相負荷不平衡產(chǎn)生的損耗占了相當大的比例，所有的配變都存在三相負荷不平衡運行現(xiàn)象。因為在配電變壓器三相所承載的負荷是人為按照戶數(shù)、設(shè)備功率大小，數(shù)量多少來平均分配到各相上，配電網(wǎng)在實際運行過程中，三相負荷會隨用戶的設(shè)備的出力、臺數(shù)、所消耗的功率大小等使用情況發(fā)生變化，三相負荷總會不平衡。三相負荷的存在就會造成很多危害:1、增加配電變壓器的損耗；2、降低電能質(zhì)量；3、產(chǎn)生零序電流；4、增加輸送電網(wǎng)的損耗；5、增加線路損耗；6、配電變壓器出力下降；7、用戶設(shè)備功率下降；8、嚴重時容易燒斷電力線、變壓器和用戶設(shè)備
坐寸ο
[0003]鑒于上述問題，目前急需一種配電變壓器三相負荷智能平衡控制系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，實現(xiàn)配電變壓器三相輸出的平衡控制，具體的技術(shù)方案如下:
[0005]一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，包括變壓器輸出的A、B、C三相電源線，其關(guān)鍵在于:所述A、B、C三相電源線上的用電用戶包括固定單相用戶群和可調(diào)單相用戶群，固定單相用戶群按照用戶數(shù)量均勻分配在A、B、C三相電源線上，每個可調(diào)單相用戶群通過執(zhí)行分機與A、B、C三相電源線連接，該執(zhí)行分機用于實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路相線之間切換，在所述A、B、C三相電源線上還連接有智能主機，該智能主機用于檢測A、B、C三相電源線和執(zhí)行分機上的負荷狀況，并通過電力載波向多個執(zhí)行分機發(fā)送負荷平衡控制信號，執(zhí)行分機接收到平衡控制信號后，則執(zhí)行相應(yīng)操作，將供電線路從高負荷相線切換到低負荷相線上。
[0006]在三相電輸配電網(wǎng)絡(luò)中，常常連接的許多單相用戶，本方案將這些單相用戶分為了固定單相用戶群和可調(diào)單相用戶群，固定單相用戶群中的用戶固定連接在某一相供電線路上，可調(diào)單相用戶群的供電線路則可以根據(jù)變壓器三相電源線上的負荷狀況由執(zhí)行分機進行選相操作，在實際控制過程中，利用智能主機檢測配電變壓器三相負荷的大小，并根據(jù)三相負荷不平衡的情況來控制執(zhí)行分機切換到負荷較輕的相線上運行，最終使得三相負荷的平衡度保持在某一預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，從而降低電網(wǎng)損耗，保證設(shè)備正常運行。
[0007]對于某些配電線路而言，在所述A、B、C三相電源線上還連接有三相設(shè)備。
[0008]作為進一步描述，所述智能主機主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，其中:[0009]顯示器，用于顯示智能主機的工作狀態(tài)以及A、B、C三相電源線的負荷狀況；
[0010]檢測電路，連接有三個電壓互感器和三個電流互感器，分別檢測A、B、C三相電源線的工作電壓值和工作電流值；
[0011]載波芯片，采用KQ-100L高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)智能主機與執(zhí)行分機之間的電力載波通信；
[0012]存儲器，用于存儲智能主機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)；
[0013]電源電路，用于提供智能主機的工作電源；
[0014]測試接口，用于實現(xiàn)智能主機的內(nèi)部測試和程序升級；
[0015]通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
[0016]同理，為了實現(xiàn)執(zhí)行分機的檢測和控制功能，所述執(zhí)行分機主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，在中央處理器上還連接有三個互鎖開關(guān)，其中:
[0017]顯示器，用于顯示執(zhí)行分機的工作狀態(tài)以及可調(diào)單相用戶群的負荷狀況；
[0018]檢測電路，連接有一個電壓互感器和一個電流互感器，用于檢測可調(diào)單相用戶群的工作電壓值和工作電流值；
[0019]載波芯片，采用KQ-100L高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機與智能主機之間的電力載波通信；
[0020]存儲器，用于存儲執(zhí)行分機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)；
[0021 ] 電源電路，用于提供執(zhí)行分機的工作電源；
[0022]測試接口，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機的內(nèi)部測試和程序升級；
[0023]通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；
[0024]三個互鎖開關(guān)，接收中央處理器的控制，實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路切換。
[0025]本實用新型的顯著效果是:配電網(wǎng)絡(luò)簡單、控制方便，只需一臺智能主機和與部分用戶群體相連的執(zhí)行分機組成，智能主機不斷檢測配電變壓器三相負荷的大小，并判斷三相負荷的不平衡程度。當不平衡度超過某個預(yù)設(shè)門限值時，立即命令比較適合的在重負荷相線上運行的執(zhí)行分機切換到負荷較輕的相線上運行，使三相負荷的不平衡度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，系統(tǒng)采用電力載波通信，保證了檢測數(shù)據(jù)和控制信號的有效傳輸，通過三相負荷智能平衡控制，提高了變壓器的運行效率，降低了線路的損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型的系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是圖1中智能主機電路原理圖；
[0028]圖3是圖1中執(zhí)行分機的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0030]如圖1所示，一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，包括變壓器輸出的A、B、C三相電源線，所述A、B、C三相電源線上的用電用戶包括固定單相用戶群和可調(diào)單相用戶群，當然，在本實施例中，還涉及有三相設(shè)備。[0031]針對本實用新型提供的系統(tǒng)而言，固定單相用戶群按照用戶數(shù)量均勻分配在A、B、C三相電源線上，每個可調(diào)單相用戶群通過執(zhí)行分機與A、B、C三相電源線連接，該執(zhí)行分機用于實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路相線之間切換，在所述A、B、C三相電源線上還連接有智能主機,該智能主機用于檢測A、B、C三相電源線和執(zhí)行分機上的負荷狀況，并通過電力載波向多個執(zhí)行分機發(fā)送負荷平衡控制信號。
[0032]具體而言，所述智能主機主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，具體的電路連接關(guān)系可以參見圖2，其中:
[0033]顯示器，用于顯示智能主機的工作狀態(tài)以及A、B、C三相電源線的負荷狀況，根據(jù)具體應(yīng)用需求可以顯示三相有功功率、無功功率、工作電壓、工作電流、功率因素、不平衡度以及負荷切換狀況等等；
[0034]檢測電路，連接有三個電壓互感器和三個電流互感器，分別檢測A、B、C三相電源線的工作電壓值和工作電流值，在具體實施過程中，智能主機的檢測電路設(shè)置有一個雙12位高速高精度三通道ADC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)同步采集，每個電壓互感器和電流互感器分別采集一相供電線路上的工作電壓和工作電流；
[0035]載波芯片，采用KQ-100L高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)智能主機與執(zhí)行分機之間的電力載波通信；
[0036]存儲器，用于存儲智能主機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)；
[0037]電源電路，用于提供智能主機的工作電源；
[0038]測試接口，用于實現(xiàn)智能主機的內(nèi)部測試和程序升級；
[0039]通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，主要用于功能擴展，比如與現(xiàn)有的抄表系統(tǒng)連接，通過數(shù)據(jù)傳輸通道。
[0040]如圖3所示，為了與智能主機相匹配，所述執(zhí)行分機也主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，在中央處理器上還連接有三個互鎖開關(guān)，其中:
[0041]顯示器，用于顯示執(zhí)行分機的工作狀態(tài)以及可調(diào)單相用戶群的負荷狀況，這里根據(jù)具體應(yīng)用需求主要顯示單相有功功率、無功功率、工作電壓、工作電流、功率因素、不平衡度以及負荷切換狀況等；
[0042]檢測電路，連接有一個電壓互感器和一個電流互感器，用于檢測可調(diào)單相用戶群的工作電壓值和工作電流值，每個執(zhí)行分機所檢測出的工作電壓值和工作電流值一方面顯示在本地顯示器上，另一方面通過載波芯片上傳到智能主機中；
[0043]載波芯片，采用KQ-100L高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機與智能主機之間的電力載波通信；
[0044]存儲器，用于存儲執(zhí)行分機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)；
[0045]電源電路，用于提供執(zhí)行分機的工作電源；
[0046]測試接口，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機的內(nèi)部測試和程序升級；
[0047]通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信；
[0048]三個互鎖開關(guān)，接收中央處理器的控制，實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路上相線之間切換，保證三相不被短路。
[0049]本實用新型的工作原理是:[0050]利用智能主機監(jiān)控三相供電線路的負荷狀況，一旦發(fā)現(xiàn)負荷不平衡度超過預(yù)設(shè)值，則通過電力載波通信網(wǎng)絡(luò)控制相應(yīng)的執(zhí)行分機從高負載相線上切換到低負載相線上，保證配電網(wǎng)絡(luò)三相的平衡。
[0051]盡管以上結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但本實用新型不限于上述【具體實施方式】，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表示，如:改變通信方式，改變可調(diào)用戶群體的數(shù)量等等，這樣的變換均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，包括變壓器輸出的A、B、C三相電源線，其特征在于:所述A、B、C三相電源線上的用電用戶包括固定單相用戶群和可調(diào)單相用戶群，固定單相用戶群按照用戶數(shù)量均勻分配在A、B、C三相電源線上，每個可調(diào)單相用戶群通過執(zhí)行分機與A、B、C三相電源線連接，該執(zhí)行分機用于實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路相線之間切換，在所述A、B、C三相電源線上還連接有智能主機，該智能主機用于檢測A、B、C三相電源線和執(zhí)行分機上的負荷狀況，并通過電力載波向多個執(zhí)行分機發(fā)送負荷平衡控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，其特征在于:在所述A、B、C三相電源線上還連接有三相設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述智能主機主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，其中: 顯示器，用于顯示智能主機的工作狀態(tài)以及A、B、C三相電源線的負荷狀況； 檢測電路，連接有三個電壓互感器和三個電流互感器，分別檢測A、B、C三相電源線的工作電壓值和工作電流值； 載波芯片，采用KQ-1OOL高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)智能主機與執(zhí)行分機之間的電力載波通信； 存儲器，用于存儲智能主機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)； 電源電路，用于提供智能主機的工作電源； 測試接口，用于實現(xiàn)智能主機的內(nèi)部測試和程序升級； 通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配電變壓器三相負荷智能平衡系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行分機主要由中央處理器、顯示器、檢測電路、載波芯片、存儲器、電源電路以及通信接口和測試接口組成，在中央處理器上還連接有三個互鎖開關(guān)，其中: 顯示器，用于顯示執(zhí)行分機的工作狀態(tài)以及可調(diào)單相用戶群的負荷狀況； 檢測電路，連接有一個電壓互感器和一個電流互感器，用于檢測可調(diào)單相用戶群的工作電壓值和工作電流值； 載波芯片，采用KQ-100L高速/過零兼容型載波通信模塊，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機與智能主機之間的電力載波通信； 存儲器，用于存儲執(zhí)行分機的控制程序和檢測數(shù)據(jù)； 電源電路，用于提供執(zhí)行分機的工作電源； 測試接口，用于實現(xiàn)執(zhí)行分機的內(nèi)部測試和程序升級； 通信接口，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信； 三個互鎖開關(guān)，接收中央處理器的控制，實現(xiàn)可調(diào)單相用戶群的供電線路切換。
【文檔編號】H02J3/26GK203522209SQ201320636235
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】蒲玉 申請人:蒲玉