本實(shí)用新型涉及電力技術(shù)和電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及配電網(wǎng)三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中電能的消耗主要是依靠配網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)的，尤其是依靠配電網(wǎng)低壓來實(shí)現(xiàn)的。我國低壓電力負(fù)荷通常是指交流220V/380V系統(tǒng)所帶的負(fù)荷。交流220V/380V通常是由三相四線組成，即A相、B相、C相、N相。配電網(wǎng)低壓電能是依靠一定距離的電纜線路或?qū)Ь€電路輸送和分配的，低壓線路中的電感式不可避免。從而，負(fù)荷重的無功功率也就確實(shí)存在的。配電網(wǎng)低壓側(cè)所帶的負(fù)荷包括單相和三相負(fù)荷，對于三相電動機(jī)而言，正常運(yùn)行時三相負(fù)荷處于平衡狀態(tài)，對于居民用電幾乎都是單相負(fù)荷，使配電網(wǎng)處于絕對不平衡狀態(tài)。再之。由于居民負(fù)荷通常是用電纜或?qū)Ь€從變壓器低壓側(cè)引出，安裝時很難掌控變壓器輸出負(fù)荷分配平衡。縱然是安裝時三相負(fù)荷分配是均衡的，但是由于用電的季節(jié)性、時段性以及不同的時率，三相負(fù)荷的不平衡是絕對存在的。事實(shí)證明，在某些地方，三相不平衡率高達(dá)80%以上，可以說低壓電力系統(tǒng)三相負(fù)荷絕對平衡是理想狀態(tài)，不平衡是常態(tài)。

三相負(fù)荷不平衡的危害有如下幾方面：

（1）三相負(fù)荷不平衡將增加變壓器的損耗：

變壓器的損耗包括空載損耗和負(fù)荷損耗。正常情況下變壓器運(yùn)行電壓基本不變，即空載損耗是一個恒量。而負(fù)荷損耗則隨變壓器運(yùn)行負(fù)荷的變化而變化，且與負(fù)荷電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行時，變壓器的負(fù)荷損耗可看成三只單相變壓器的負(fù)荷損耗之和。

從數(shù)學(xué)定理中我們知道：假設(shè)a、b、c 3個數(shù)都大于或即是零，那么a+b+c≥33√abc 。

當(dāng)a=b=c時，代數(shù)和a+b+c取得最小值：a+b+c＝33√abc 。

因此我們可以假設(shè)變壓器的三相損耗分別為：Qa＝Ia2 R、Qb= Ib2 R 、Qc =Ic2 R，式中Ia、Ib、Ic分別為變壓器二次負(fù)荷相電流，R為變壓器的相電阻。則變壓器的損耗表達(dá)式如下：

Qa+Qb+Qc≥33√［（Ia2 R）（Ib2R）（Ic2 R）］

由此可知，變壓器的在負(fù)荷不變的情況下，當(dāng)Ia=Ib=Ic時，即三相負(fù)荷達(dá)到平衡時，變壓器的損耗最小。

則變壓器損耗：

當(dāng)變壓器三相平衡運(yùn)行時，即Ia=Ib=Ic=I時，Qa＋Qb＋Qc=3I2R；

當(dāng)變壓器運(yùn)行在最大不平衡時，即Ia=3I，Ib=Ic＝0時，

Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R)；

即最大不平衡時的變損是平衡時的3倍。

（2）三相負(fù)荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴(yán)重后果：

上述不平衡時重負(fù)荷相電流過大（增為3倍），超載過多，可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱，盡緣老化加快；變壓器油過熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的盡緣性能，減少變壓器壽命（溫度每升高8℃，使用年限將減少一半），甚至燒毀繞組。

（3）三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高：

在三相負(fù)荷不平衡運(yùn)行下的變壓器，必然會產(chǎn)生零序電流，而變壓器內(nèi)部零序電流的存在，會在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，這些零序磁通就會在變壓器的油箱壁或其他金屬構(gòu)件中構(gòu)成回路。但配電變壓器設(shè)計(jì)時不考慮這些金屬構(gòu)件為導(dǎo)磁部件，則由此引起的磁滯和渦流損耗使這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬件溫度異常升高，嚴(yán)重時將導(dǎo)致變壓器運(yùn)行事故。

同時，在實(shí)際生活中，往往需要將多個用戶單位的電表或用電控制調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行集中放置，這樣導(dǎo)致電表或用電控制調(diào)節(jié)裝置數(shù)量不定，無法進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)同等規(guī)格的保護(hù)箱體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，它能自動調(diào)整使三相之間互換供電以保證負(fù)荷平衡運(yùn)行，并且能夠根據(jù)需要擴(kuò)展空間容量。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，安裝于三相電路系統(tǒng)上，包括保護(hù)箱體，其位于電表箱與變壓器之間的三相電路上，還包括有位于保護(hù)箱體內(nèi)的自動調(diào)節(jié)電路，所述的自動調(diào)節(jié)電路與三相電路的A相、B相和C相連接，所述自動調(diào)節(jié)電路與A相通過斷路器Fa連接控制，所述自動調(diào)節(jié)電路與B相通過斷路器Fb連接控制，所述自動調(diào)節(jié)電路與C相通過斷路器Fc連接控制，A相與B相之間設(shè)置有斷路器Fab，B相和C相之間設(shè)置有斷路器Fbc，A相與C相之間設(shè)置有斷路器Fac。

具體的，所述自動調(diào)節(jié)電路所使用的斷路器為低壓斷路器。

具體的，所述自動調(diào)節(jié)電路與設(shè)置在三相電路系統(tǒng)上的三相電路系統(tǒng)的信號輸出端口連接。

具體的，所述保護(hù)箱體，至少由四根立柱、三個側(cè)板、一個柜門、一個底板和一個頂板組成，所述立柱的四個側(cè)面上設(shè)置四個T型槽，立柱頂部中間位置設(shè)有半球形的限位槽，立柱底部中間位置設(shè)有半球形的凸起，立柱下部棱角處設(shè)置有四個卡槽；所述側(cè)板邊緣處設(shè)有T型凸起與T型槽相配合；所述底板與卡槽相配合；所述頂板下表面的邊緣處設(shè)有半球形凸起與限位槽相配合。

本實(shí)用新型提供的三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置從變壓器和電表箱提取數(shù)據(jù)，可以采用電流表對三相線路的負(fù)荷進(jìn)行顯示，通過控制開關(guān)A相、B相和C相之間的連接關(guān)系，從而將電流最大的相調(diào)至電流最小的相，進(jìn)行自動平衡調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型保證了配電網(wǎng)各相之間的相間負(fù)荷平衡。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、工作時溫升低、損耗低、無噪音等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇保護(hù)箱體的安裝方式，應(yīng)用場景廣泛，安裝方式多樣。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型在配電網(wǎng)中的安裝示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的電路示意圖；

圖3為本實(shí)用新型所述保護(hù)箱體的結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型所述保護(hù)箱體的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖5為本實(shí)用新型所述保護(hù)箱體的拓展結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖6為本實(shí)用新型立柱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型圖6所示立柱A-A剖面圖；

圖8為本實(shí)用新型圖6所示立柱B-B剖面圖；

圖9為本實(shí)用新型底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實(shí)用新型頂板的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1立柱，2柜門，3側(cè)板，4限位槽，5 T型槽，6凸起，7卡槽，

8底板，9頂板，10凸起，11變壓器，12三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，

13電表箱。

具體實(shí)施方式

一種三相負(fù)荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，安裝于三相電路系統(tǒng)上，包括保護(hù)箱體，其位于電表箱13與變壓器11之間的三相電路上，還包括有位于保護(hù)箱體內(nèi)的自動調(diào)節(jié)電路，所述的自動調(diào)節(jié)電路與三相電路的A相、B相和C相連接，所述自動調(diào)節(jié)電路與A相通過斷路器Fa連接控制，所述自動調(diào)節(jié)電路與B相通過斷路器Fb連接控制，所述自動調(diào)節(jié)電路與C相通過斷路器Fc連接控制，A相與B相之間設(shè)置有斷路器Fab，B相和C相之間設(shè)置有斷路器Fbc，A相與C相之間設(shè)置有斷路器Fac。

所述自動調(diào)節(jié)電路所使用的斷路器為低壓斷路器。

所述自動調(diào)節(jié)電路與設(shè)置在三相電路系統(tǒng)上的三相電路系統(tǒng)的信號輸出端口連接。

所述保護(hù)箱體，至少由四根立柱1、三個側(cè)板2、一個柜門3、一個底板8和一個頂板9組成，所述立柱1的四個側(cè)面上設(shè)置四個T型槽5，立柱1頂部中間位置設(shè)有半球形的限位槽4，立柱1底部中間位置設(shè)有半球形的凸起6，立柱1下部棱角處設(shè)置有四個卡槽7；所述側(cè)板2邊緣處設(shè)有T型凸起與T型槽5相配合；所述底板8與卡槽7相配合；所述頂板9下表面的邊緣處設(shè)有半球形凸起10與限位槽4相配合。

工作原理如下，

三相負(fù)荷平衡情況下，電路都正常運(yùn)行，此時Fa、Fb、Fc是閉合狀態(tài)，F(xiàn)ab、Fbc、Fac是斷開狀態(tài)；

當(dāng)出現(xiàn)負(fù)荷不平衡狀態(tài)時，有以下幾種情況：

當(dāng)A相電流大于B相電流大于C相電流時，具體操作是斷開Fa，閉合Fac，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)；

當(dāng)A相電流大于C相電流大于B相電流時，具體操作是斷開Fa，閉合Fab，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)；

當(dāng)B相電流大于A相電流大于C相電流時，具體操作是斷開Fb，閉合Fbc，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)；

當(dāng)B相電流大于C相電流大于A相電流時，具體操作是斷開Fb，閉合Fab，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)；

當(dāng)C相電流大于B相電流大于A相電流時，具體操作是斷開Fc，閉合Fac，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)；

當(dāng)C相電流大于A相電流大于B相電流時，具體操作是斷開Fc，閉合Fab，當(dāng)負(fù)荷基本保持平衡時，就回復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)。

本實(shí)用新型可根據(jù)實(shí)際場地自由選擇保護(hù)箱體的開門方向；可根據(jù)需求將配電柜向前后左右拓展，也可以向上疊加。圖5為本實(shí)用新型的拓展方式之一。頂板9根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行生產(chǎn)使其適應(yīng)保護(hù)箱體整體大小的需要。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。