本實(shí)用新型屬于低壓輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

三相負(fù)荷平衡對電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備的安全運(yùn)行、線路損耗和城鄉(xiāng)居民生活用電都有直接影響。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城鄉(xiāng)居民購買大量的家用電器以及單相電動機(jī)械。造成單相負(fù)荷無規(guī)律的激增，三相電壓、電流嚴(yán)重失衡，人工調(diào)整顯然是難以實(shí)現(xiàn)的。

特別是在農(nóng)村，農(nóng)網(wǎng)建設(shè)薄弱，單相負(fù)荷性質(zhì)更不可控，三相不平衡尤為嚴(yán)重，農(nóng)網(wǎng)臺區(qū)比較分散，治理困難。三相不平衡具有如下缺陷：

(1)配電變壓器和線路損耗增加；

(2)配電臺區(qū)中重載相的供電電壓質(zhì)量大大下降；

(3)配電變壓器的出力降低，電能轉(zhuǎn)換效率下降；

(4)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行會造成配電變壓器零序電流增大，引起的渦流損耗使配電變壓器運(yùn)行溫度升高，嚴(yán)重時危及設(shè)備安全，縮短設(shè)備壽命。

目前，針對三相負(fù)荷不平衡問題，供電部門主要采用加強(qiáng)負(fù)荷管理，通過人工調(diào)整負(fù)荷相序，將低壓線路各相上的負(fù)荷進(jìn)行平衡分配。盡管在一定程度上能夠降低配電臺區(qū)三相負(fù)荷不平衡的嚴(yán)重程度，但由于用電負(fù)荷的隨機(jī)性和不確定性，依靠人工無法根據(jù)實(shí)際負(fù)荷不平衡狀況進(jìn)行及時調(diào)整，不可避免的影響用戶供電可靠性，而且存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種對三相負(fù)荷進(jìn)行自動平衡，快速切相，同時也降低因偏相造成的變壓器燒毀事故的交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)，所述交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)包括通過第一接入點(diǎn)接入A相線的A相采樣電路、通過第二接入點(diǎn)接入B相線的B相采樣電路和通過第三接入點(diǎn)接入C相線的C相采樣電路；

所述A相采樣電路、B相采樣電路和C相采樣電路的輸出端均連接信號轉(zhuǎn)換和整流電路，所述信號轉(zhuǎn)換和整流電路連接對A相線、B相線和C相線分別進(jìn)行電壓監(jiān)測且用于控制切換相線的單片機(jī)，所述單片機(jī)連接繼電器組合電路，所述繼電器組合電路包括第一繼電器開關(guān)、第二繼電器開關(guān)和第三繼電器開關(guān)；

所述交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)還包括第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器，所述第一接觸器包括第一接觸開關(guān)和第一通電線圈，所述第二接觸器包括第二接觸開關(guān)和第二通電線圈，所述第三接觸器包括第三接觸開關(guān)和第三通電線圈；

所述第一接觸開關(guān)安裝在位于所述第一接入點(diǎn)下游的所述A相線上，所述第二接觸開關(guān)安裝在位于所述第二接入點(diǎn)下游的所述B相線上，所述第三接觸開關(guān)安裝在位于所述第三接入點(diǎn)下游的所述C相線上；

所述第一通電線圈與所述第一繼電器開關(guān)連接，所述第二通電線圈與所述第二繼電器開關(guān)連接，所述第三通電線圈與所述第三繼電器開關(guān)連接。

作為一種改進(jìn)的方案，所述第一繼電器開關(guān)、第二繼電器開關(guān)和第三繼電器開關(guān)均為單刀雙擲開關(guān)。

作為一種改進(jìn)的方案，所述繼電器組合電路包括繼電器互鎖控制電路。

作為一種改進(jìn)的方案，所述繼電器互鎖控制電路包括電源接入端、第一接線段、第二接線段以及第三接線段；

所述第一接線段一端與所述第一通電線圈連接，另一端設(shè)有第一觸點(diǎn)；

所述第二接線段一端與所述第二通電線圈連接，另一端設(shè)有第二觸點(diǎn)；

所述第三接線段一端與所述第三通電線圈連接，另一端設(shè)有第三觸點(diǎn)；

所述第一繼電器開關(guān)與所述第二繼電器開關(guān)之間設(shè)有第四接線段，所述第四接線段的一端與所述第一繼電器開關(guān)的靜觸點(diǎn)連接，另一端設(shè)有第四觸點(diǎn)；

所述第二繼電器開關(guān)與所述第三繼電器開關(guān)之間設(shè)有第五接線段，所述第五接線段的一端與所述第二繼電器的靜觸點(diǎn)連接，另一端設(shè)有第五觸點(diǎn)，所述第二繼電器開關(guān)的動觸點(diǎn)扣合在所述第四觸點(diǎn)或第二觸點(diǎn)上；

所述第三繼電器開關(guān)的靜觸點(diǎn)與所述電源接入端連接，所述第三繼電器開關(guān)的動觸點(diǎn)扣合在所述第五觸點(diǎn)或第三觸點(diǎn)上。

作為一種改進(jìn)的方案，所述第一觸點(diǎn)為所述第一繼電器開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，所述第二觸點(diǎn)為所述第二繼電器的常開觸點(diǎn)，所述第四觸點(diǎn)為所述第二繼電器的常閉觸點(diǎn)，所述第三觸點(diǎn)為所述第三繼電器開關(guān)的常開觸點(diǎn)，所述第五觸點(diǎn)為所述第三繼電器開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。

作為一種改進(jìn)的方案，所述交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)還包括接觸器互鎖控制電路。

作為一種改進(jìn)的方案，所述接觸器互鎖控制電路包括連接在相線和中性線之間且相互并聯(lián)的第一路互鎖電路、第二路互鎖電路和第三路互鎖電路。

作為一種改進(jìn)的方案，所述第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器均還包括第一輔助接觸開關(guān)和第二輔助接觸開關(guān)；

所述第一路互鎖電路包括依次串接在所述相線和中性線之間的第一繼電器開關(guān)、第二接觸器的第一輔助接觸開關(guān)、第三接觸器的第一輔助接觸開關(guān)和第一通電線圈；

所述第二路互鎖電路包括依次串接在所述相線和中性線之間的第二繼電器開關(guān)、第一接觸器的第一輔助接觸開關(guān)、第三接觸器的第二輔助接觸開關(guān)和第二通電線圈；

所述第三路互鎖電路包括依次串接在所述相線和中性線之間的第三繼電器開關(guān)、第一接觸器的第二輔助接觸開關(guān)、第二接觸器的第二輔助接觸開關(guān)和第三通電線圈。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)包括A相采樣電路、B相采樣電路、C相采樣電路、信號轉(zhuǎn)換和整流電路、單片機(jī)、繼電器組合電路以及第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器；信號轉(zhuǎn)換和整流電路連接單片機(jī)，單片機(jī)連接繼電器組合電路，第一接觸器包括第一接觸開關(guān)和第一通電線圈，第二接觸器包括第二接觸開關(guān)和第二通電線圈，第三接觸器包括第三接觸開關(guān)和第三通電線圈；第一通電線圈與第一繼電器開關(guān)連接，第二通電線圈與第二繼電器開關(guān)連接，第三通電線圈與第三繼電器開關(guān)連接，單片機(jī)用于對各路相線電壓進(jìn)行監(jiān)測，并將用戶負(fù)荷切換到負(fù)荷最輕的相線上，實(shí)現(xiàn)對三相負(fù)荷的自動平衡，快速切相，同時也降低因偏相造成的變壓器燒毀事故。

由于繼電器互鎖控制電路和接觸器互鎖控制電路的設(shè)置，使整個交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)安全平穩(wěn)快速的切相，避免相線間短路造成的安全事故。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的繼電器互鎖控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的接觸器互鎖控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-第一接入點(diǎn)，2-第二接入點(diǎn)，3-第三接入點(diǎn)，4-A相采樣電路，5-B相采樣電路，6-C相采樣電路，7-信號轉(zhuǎn)換和整流電路，8-單片機(jī)，9-繼電器組合電路，10-第一繼電器開關(guān)，11-第二繼電器開關(guān)，12-第三繼電器開關(guān)，13-第一接觸開關(guān)，14-第一通電線圈，15-第二接觸開關(guān)，16-第二通電線圈，17-第三接觸開關(guān)，18-第三通電線圈，19-電源接入端，20-第一接線段，21-第二接線段，22-第三接線段，23-第一觸點(diǎn)，24-第二觸點(diǎn)，25-第三觸點(diǎn)，26-第四接線段，27-第四觸點(diǎn)，28-第五接線段，29-第五觸點(diǎn)，30-第一路互鎖電路，31-第二路互鎖電路，32-第三路互鎖電路，33-第一接觸器的第一輔助接觸開關(guān)，34-第一接觸器的第二輔助接觸開關(guān)，35-第二接觸器的第一輔助接觸開關(guān)，36-第二接觸器的第二輔助接觸開關(guān)，37-第三接觸器的第一輔助接觸開關(guān)，38-第三接觸器的第二輔助接觸開關(guān)。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖1示出了本實(shí)用新型提供的交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，圖中僅給出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。

交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)包括通過第一接入點(diǎn)1接入A相線的A相采樣電路4、通過第二接入點(diǎn)2接入B相線的B相采樣電路5和通過第三接入點(diǎn)3接入C相線的C相采樣電路6；

A相采樣電路4、B相采樣電路5和C相采樣電路6的輸出端均連接信號轉(zhuǎn)換和整流電路7，信號轉(zhuǎn)換和整流電路7連接對A相線、B相線和C相線分別進(jìn)行電壓監(jiān)測且用于控制切換相線的單片機(jī)8，單片機(jī)8連接繼電器組合電路9，繼電器組合電路9包括第一繼電器開關(guān)10、第二繼電器開關(guān)11和第三繼電器開關(guān)12；

交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)還包括第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器，第一接觸器包括第一接觸開關(guān)13和第一通電線圈14，第二接觸器包括第二接觸開關(guān)15和第二通電線圈16，第三接觸器包括第三接觸開關(guān)17和第三通電線圈18；

第一接觸開關(guān)13安裝在位于第一接入點(diǎn)1下游的A相線上，第二接觸開關(guān)15安裝在位于第二接入點(diǎn)下游的B相線上，第三接觸開關(guān)17安裝在位于第三接入點(diǎn)下游的C相線上；

第一通電線圈14與第一繼電器開關(guān)10連接，第二通電線圈16與第二繼電器開關(guān)11連接，第三通電線圈18與第三繼電器開關(guān)12連接。

其中，上述A相采樣電路4、B相采樣電路5和C相采樣電路6均由互感器構(gòu)成，其主要用于對對應(yīng)相線上的電壓進(jìn)行采集，并將采集到的電壓傳送給信號轉(zhuǎn)換和整流電路7，然后再交由單片機(jī)8進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，持續(xù)監(jiān)測一段時間，并對過去這一段時間各個相線的電壓值進(jìn)行計(jì)算，并控制將用電設(shè)備的使用相線切換到負(fù)荷最輕的相線上，對于互感器的連接結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。

該持續(xù)監(jiān)測一段時間為24小時，24小時一般能體現(xiàn)相線上用電負(fù)荷的狀態(tài)。

在該實(shí)施例中，第一繼電器開關(guān)10、第二繼電器開關(guān)11和第三繼電器開關(guān)12均為單刀雙擲開關(guān)，使整個電路結(jié)構(gòu)簡單，操控性強(qiáng)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，在上述繼電器組合電路9中還包括繼電器互鎖控制電路，該繼電器互鎖控制電路用于對保障切相的安全性，即在將用電負(fù)荷切換到下一相線之前，另外兩個相線上保證處于電路切斷狀態(tài)。

其中，如圖2所示，上述繼電器互鎖控制器電路包括電源接入端19、第一接線段20、第二接線段21以及第三接線段22；

第一接線段20一端與第一通電線圈14連接，另一端設(shè)有第一觸點(diǎn)23；

第二接線段21一端與第二通電線圈16連接，另一端設(shè)有第二觸點(diǎn)24；

第三接線段22一端與第三通電線圈18連接，另一端設(shè)有第三觸點(diǎn)25；

第一繼電器開關(guān)10與第二繼電器開關(guān)11之間設(shè)有第四接線段26，第四接線段26的一端與第一繼電器開關(guān)10的靜觸點(diǎn)連接，另一端設(shè)有第四觸點(diǎn)27；

第二繼電器開關(guān)11與第三繼電器開關(guān)12之間設(shè)有第五接線段28，第五接線段28的一端與第二繼電器的靜觸點(diǎn)連接，另一端設(shè)有第五觸點(diǎn)29，第二繼電器開關(guān)11的動觸點(diǎn)扣合在第四觸點(diǎn)27或第二觸點(diǎn)24上；

第三繼電器開關(guān)12的靜觸點(diǎn)與電源接入端19連接，第三繼電器開關(guān)12的動觸點(diǎn)扣合在第五觸點(diǎn)29或第三觸點(diǎn)25上。

在該實(shí)施例中，如圖2所示，第一觸點(diǎn)23為第一繼電器開關(guān)10的常閉觸點(diǎn)，第二觸點(diǎn)24為第二繼電器的常開觸點(diǎn)，第四觸點(diǎn)27為第二繼電器的常閉觸點(diǎn)，第三觸點(diǎn)25為第三繼電器開關(guān)12的常開觸點(diǎn)，第五觸點(diǎn)29為第三繼電器開關(guān)12的常閉觸點(diǎn)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)還包括接觸器互鎖控制電路，該接觸器互鎖控制電路用于對保障切相的安全性，即在將用電負(fù)荷切換到下一相線之前，另外兩個相線上保證處于電路切斷狀態(tài)，即不管繼電器開關(guān)的狀態(tài)如何，都處于電路切斷狀態(tài)。

如圖3所示，接觸器互鎖控制電路包括連接在相線和中性線之間且相互并聯(lián)的第一路互鎖電路30、第二路互鎖電路31和第三路互鎖電路32；

其中，第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器均還包括第一輔助接觸開關(guān)和第二輔助接觸開關(guān)；

第一路互鎖電路30包括依次串接在相線和中性線之間的第一繼電器開關(guān)10、第二接觸器的第一輔助接觸開關(guān)35、第三接觸器的第一輔助接觸開關(guān)37和第一通電線圈14；

第二路互鎖電路31包括依次串接在相線和中性線之間的第二繼電器開關(guān)11、第一接觸器的第一輔助接觸開關(guān)33、第三接觸器的第二輔助接觸開關(guān)38和第二通電線圈16；

第三路互鎖電路32包括依次串接在相線和中性線之間的第三繼電器開關(guān)12、第一接觸器的第二輔助接觸開關(guān)34、第二接觸器的第二輔助接觸開關(guān)36和第三通電線圈18。

為了便于說明，結(jié)合圖3對接觸器互鎖控制電路的工作原理進(jìn)行說明：

假設(shè)目前用電負(fù)荷在第一路互鎖電路30上，經(jīng)單片機(jī)8持續(xù)24小時的監(jiān)測，判定相線B是三相中負(fù)荷最輕的相線，因此，需要控制將用電負(fù)荷切換到相線B上，此時，單片機(jī)8給第一繼電器開關(guān)發(fā)送斷開指令，給第二繼電器開關(guān)發(fā)送閉合指令；

第一繼電器開關(guān)斷開，第二繼電器開關(guān)閉合，同時控制第二接觸器的第一輔助接觸開關(guān)、第二輔助接觸開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，而第一接觸器的第一輔助接觸開關(guān)33、第三接觸器的第二輔助接觸開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，此時，第二路互鎖電路處于通電狀態(tài)；

第二接觸器的第二通電線圈16上電，吸合第二接觸開關(guān)15閉合，將用電負(fù)荷切換到相線B上。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，交流三相負(fù)荷自動平衡系統(tǒng)包括A相采樣電路4、B相采樣電路5、C相采樣電路6、信號轉(zhuǎn)換和整流電路7、單片機(jī)8、繼電器組合電路9以及第一接觸器、第二接觸器和第三接觸器；信號轉(zhuǎn)換和整流電路7連接單片機(jī)8，單片機(jī)8連接繼電器組合電路9，第一接觸器包括第一接觸開關(guān)13和第一通電線圈14，第二接觸器包括第二接觸開關(guān)15和第二通電線圈16，第三接觸器包括第三接觸開關(guān)17和第三通電線圈18；第一通電線圈14與第一繼電器開關(guān)10連接，第二通電線圈16與第二繼電器開關(guān)11連接，第三通電線圈18與第三繼電器開關(guān)12連接，單片機(jī)8用于對各路相線電壓進(jìn)行監(jiān)測，并將用戶負(fù)荷切換到負(fù)荷最輕的相線上，實(shí)現(xiàn)對三相負(fù)荷的自動平衡，快速切相，同時也降低因偏相造成的變壓器燒毀事故。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。