專(zhuān)利名稱(chēng)：三相和四線配電系統(tǒng)和在其中布置平衡器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及三相和四線配電系統(tǒng)以及在三相和四線配電系統(tǒng)中 布置平衡器的方法。
背景技術(shù)：
0002在發(fā)展中國(guó)家，三相和四線系統(tǒng)被用作配電系統(tǒng)，在該三相和 四線系統(tǒng)中通過(guò)四線供給三相交變電流(AC)電力。
0003

圖13示出三相和四線配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的例子。0004如圖13所示，三相和四線配電系統(tǒng)包括四條線路，具體是指 三相供電線路U、 V和W以及中性線路N。
0005當(dāng)消耗相對(duì)高的電力的機(jī)器用作負(fù)荷(例如，馬達(dá))時(shí)，使用 三相供電線路U、 V和W(三相三線)，而消耗相對(duì)低的電力的裝置用作負(fù)荷 (例如，照明設(shè)備)時(shí)，使用中性線路N和三相線路U、 V和W的其中一個(gè) (單相二線)。
0006如圖13所示，三相供電線路U、 V和W和中性線路N的每一個(gè) 分別電連接到三相和四線變壓器的相U、相V、和相W以及相N。此外，三相 供電線路U、 V和W和中性線路N電連接到配電控制盤(pán)10。在圖13中，ru、 rv、"和rN分別表示供電線路U、 V和W和中性線路N的電阻器。
0007馬達(dá)M電連4妄到連接配電控制盤(pán)10的三相供電線路U、 V和W。 照明設(shè)備(未示)電連接到三相供電線路U、 V和W的其中一個(gè)和中性線路N。
0008如上所述,當(dāng)H使馬達(dá)M工作時(shí)，通過(guò)三相供電線路U、 V和M 供應(yīng)電力到馬達(dá)M。當(dāng)照明設(shè)備被打開(kāi)時(shí)，通過(guò)三相供電線路U、 V和W之一 和中性線路N供應(yīng)電力到照明設(shè)備。
0009由于三相和四線配電系統(tǒng)使得可以通過(guò)/>共配電系統(tǒng)供應(yīng)具有 兩個(gè)互不相同的值的電力，這對(duì)于系統(tǒng)構(gòu)建成本表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，并且因 此許多發(fā)展中國(guó)家使用三相和四線配電系統(tǒng)作為用于供給電力的系統(tǒng)。
0010但是，三相和四線配電系統(tǒng)也存在問(wèn)題，由于用戶(hù)的負(fù)荷電連
4接在中性線路N和三相供電線路U、 V和W的每一個(gè)之間，施加到三相供電
線路U、 V和W的每一個(gè)的負(fù)荷經(jīng)常互不相同，導(dǎo)致在三相供電線路U、 V和
w上存在所產(chǎn)生的不平tr。如果產(chǎn)生這種不平纟if,相對(duì)小負(fù)荷被施加到的相
的過(guò)剩電力作為不平衡電流流入中性線路N,導(dǎo)致浪費(fèi)的電力消耗。
0011因此，發(fā)明人已經(jīng)在乂>開(kāi)號(hào)2007-48859的日本專(zhuān)利申請(qǐng)中提 出三相和四線類(lèi)型變壓器，三相和四線類(lèi)型變壓器能夠通過(guò)將不平衡電流供 給返回到三相供電線路U、 V和W來(lái)利用浪費(fèi)消耗的不平衡電流。
0012所提出的三相和四線類(lèi)型變壓器用作具有R相供電線路、S相 供電線路、T相供電線路和中性線路的三相和四線低電壓配電電路中的平衡 器。三相和四線類(lèi)型變壓器包括鐵芯，該鐵芯具有包括U相、V相和W相的 三個(gè)長(zhǎng)邊。具有彼此相等的線圈匝數(shù)并且電繞組方向互不相同的第 一正向纏 繞線圈和第一反向纏繞線圈，以及具有彼此相等的線圈臣數(shù)并且電繞組方向 互不相同的第二正向纏繞線圈和第二反向纏繞線圈圍繞U相、V相和W相的 長(zhǎng)邊纏繞。第一正向纏繞線圈的每一個(gè)在其一端連接到下一相第一反向纏繞 線圈的一端，從而形成三個(gè)第一吸收線圏，并且類(lèi)似地，第二正向纏繞線圈 的每一個(gè)在其一端連接到下一相第二反向纏繞線圈的一端，從而形成三個(gè)第
二吸收線圈。第一反向纏繞線圈的每一個(gè)在其另一端連接到前一相第二正向 纏繞線圈的另一端，從而將第一和第二吸收線圈互相連接。第一吸收線圈在 其邊端電連接到相關(guān)的供電線路，而第二吸收線圈在其邊端電連接到中性線 路，從而導(dǎo)致流過(guò)中性線路的不平衡電流被供給回供電線路。
0013根據(jù)上述的三相和四線類(lèi)型變壓器，由于第一和第二吸收線圈
平衡電流供給回供電線路，所以可以有效地利用過(guò)去被浪費(fèi)消耗的不平衡電 流。但是，在實(shí)際使用的配電系統(tǒng)中如何布置上述三相和四線類(lèi)型變壓器未 被提及。

發(fā)明內(nèi)容
0014由于上述的問(wèn)題，本發(fā)明的示例性目的是提供用于在三相和四 線配電系統(tǒng)中布置諸如上述平衡器的平衡器的方法，使得可以以低成本來(lái)有 效利用能量。
0015本發(fā)明的另 一 個(gè)示例性目的是提供包括這樣的平衡器的三相和
四線配電系統(tǒng)。0016在本發(fā)明的第 一示例性方面中，提供在包括三相電力線路和中
性線路的三相和四線配電系統(tǒng)中的線路中布置平衡器的方法，所述平衡器將 流過(guò)中性線路的不平衡電流供給回三相電力線路，包括測(cè)量在平衡器所連接 的線路中流動(dòng)的中性線路電流，根據(jù)中性線路電流中的最大電流和施加到線 路的最大電壓二者來(lái)計(jì)算要連接到線路末端的平衡器的容量，并且連接具有 如此計(jì)算的容量的平衡器到線路的末端。
0017根據(jù)上述方法，根據(jù)流過(guò)線路的中性線路電流中的最大電流和 施加到線路的最大電壓二者來(lái)計(jì)算姜連接到線路末端的平衡器的容量，確保 可以通過(guò)平tf器有效回饋不平衡電流。
0018所述方法還包括測(cè)量在包括從線路分支的支線的線路中的多個(gè) 點(diǎn)的電力，并且連接平纟軒器到所測(cè)量的電力中的最大電力施加到的線路。
0019這確保即使高電力被施加到支線，也可以通過(guò)連接平衡器到支 線中最大電力施加到的線路的末端來(lái)有效回饋不平衡電流。
0020所述方法還包括通過(guò)在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉的開(kāi) 關(guān)來(lái)連接平衡器到末端，在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉開(kāi)關(guān)用于測(cè)量 施加到平衡器所連接的線路的電力，以獲取基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，并且根據(jù)基準(zhǔn) 曰負(fù)荷曲線來(lái)計(jì)算所節(jié)省的電力。
0021這確保即使沒(méi)有獲取日負(fù)荷曲線，依靠比較開(kāi)關(guān)關(guān)閉(也就是 平衡器連接到線路)的條件和開(kāi)關(guān)打開(kāi)(也就是平衡器沒(méi)有連接到線路)的 條件的基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，也可以計(jì)算所節(jié)省的電力。結(jié)果，可以確認(rèn)通過(guò)平 衡器節(jié)省多少電力。
0022優(yōu)選的時(shí)間間隔在5分鐘到30分鐘且包括二者的范圍內(nèi)。
0023通過(guò)設(shè)定時(shí)間間隔在5分鐘到30分鐘且包括二者的范圍內(nèi)， 可以精確計(jì)算通過(guò)平衡器所節(jié)省的電力，而沒(méi)有受到根據(jù)時(shí)間區(qū)域改變的電 力消耗中的波動(dòng)的影響。
0024如果時(shí)間間隔設(shè)置為小于5分鐘，則通過(guò)平衡器回饋不平衡電 流的時(shí)間段將太短，導(dǎo)致不可能精確計(jì)算通過(guò)平衡器所節(jié)省的電力。如果時(shí) 間間隔設(shè)置為大于30分鐘，由于計(jì)算受到根據(jù)時(shí)間區(qū)域改變的電力消耗中 的波動(dòng)的許多影響，精確計(jì)算通過(guò)平衡器節(jié)省的電力是困難的。
0025在本發(fā)明的第二示例性方面中，提供包括三相電力線路、中性 線路和平衡器的三相和四線配電系統(tǒng)，所述平tf器用于將流過(guò)中性線路的不 平衡電流供給回三相電力線路，所述平衡器具有根據(jù)流過(guò)平衡器所連接的線路的中性線路電流中的最大電流和施加到線路的最大電壓二者來(lái)確定的容 量，所述平衡器被連接到線路的末端。
0026優(yōu)選的，所述平衡器連接到在包括從所述線路分支的支線的線 路中的多個(gè)點(diǎn)處所測(cè)量的電力中的最大電力施加到的線路。
0027三相和四線配電系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為還包括在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打 開(kāi)或者關(guān)閉的開(kāi)關(guān)，用于測(cè)量施加到平4軒器所連接的線路的電力，以獲取基 準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，其中，平衡器通過(guò)開(kāi)關(guān)被連接到末端，并且根據(jù)基準(zhǔn)日負(fù)荷 曲線計(jì)算通過(guò)平衡器所節(jié)省的電力。
0028優(yōu)選的時(shí)間間隔在5分鐘到30分鐘且包括二者的范圍內(nèi)。
0029例如，平衡器可以包括之字形星狀連接變壓器。
0030以下描述根據(jù)上述發(fā)明的方法所獲得的示例性?xún)?yōu)點(diǎn)。
0031通過(guò)執(zhí)行下述步驟測(cè)量在平衡器所連接的線路中流動(dòng)的中性 線路電流，根據(jù)中性線路電流中的最大電流和施加到線路的最大電壓二者來(lái) 計(jì)算連接到線路的末端的平衡器的容量，和連接具有如此計(jì)算的容量的平衡 器到線路的末端，可以最好地將平衡器布置在三相和四線型配電系統(tǒng)中，以 由此以低成本有效利用能量。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法使可以降低溫室效應(yīng) 氣體排放，確保清潔發(fā)展機(jī)制(C謹(jǐn))能夠應(yīng)用到本發(fā)明。
0032通過(guò)執(zhí)行下述步驟測(cè)量在包括從線路分支的支線的線路中的 多個(gè)點(diǎn)的電力，并且連接平衡器到如此測(cè)量的電力中的最大電力施加到的線 路，即使高電力被施加到支線，也可以通過(guò)連接平衡器到支線中最大電力施 加到的線;洛的末端來(lái)通過(guò)平tf器有效回^t不平^^電流。
0033通過(guò)執(zhí)行下述步驟通過(guò)在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉 的開(kāi)關(guān)來(lái)連接平衡器到末端，在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉開(kāi)關(guān)用于 測(cè)量施加到平衡器所連接的線路的電力，以獲取基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，并且根據(jù) 基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線來(lái)計(jì)算所節(jié)省的電力，即使沒(méi)有獲取日負(fù)荷曲線，依靠比較 開(kāi)關(guān)關(guān)閉(也就是平衡器連接到線路)的條件和開(kāi)關(guān)打開(kāi)(也就是平衡器沒(méi) 有連接到線路)的條件的基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，也可以計(jì)算所節(jié)省的電力。結(jié)果， 可以確認(rèn)通過(guò)平衡器節(jié)省多少電力。
0034通過(guò)i殳定時(shí)間間隔在5分^M'J 30分鐘且包括二者的范圍內(nèi)， 可以精確計(jì)算通過(guò)平tf器所節(jié)省的電力，而沒(méi)有受到根據(jù)時(shí)間區(qū)域改變的電 力消耗中的波動(dòng)的影響。
0035根據(jù)本發(fā)明的三相和四線配電系統(tǒng)提供與根據(jù)本發(fā)明的方法所提供的那些優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。
0036通過(guò)參見(jiàn)附圖的下述描述，本發(fā)明的上述和其它目的和有利特征將清楚，其中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記在所有附圖中指代相同或者相似的部
附圖說(shuō)朋
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的三相和四線配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的
圖2示出瓦特小時(shí)計(jì)所處的點(diǎn)與測(cè)量的安培和電壓；
圖3是用作平衡變壓器的之字形星狀連接變壓器的電路圖4示出日負(fù)荷曲線的示例；
圖5示出在平^"變壓器沒(méi)有使用的一種情況和平tf變壓器使用的另 一種情況中所節(jié)省的表觀電力和電力消耗之間的關(guān)系；圖6示出測(cè)量點(diǎn)中的位置關(guān)系；
圖7是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)A處的平衡變壓器被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電流的每一個(gè)的平均值的圖8是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)A處的平衡變壓器被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電壓的每一個(gè)的平均值的圖9是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)B處的平衡變壓器被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電流的每一個(gè)的平均值的圖10是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)B處的平衡變壓器被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電壓的每一個(gè)的平均值的圖11為仿真測(cè)試電路的框圖12示出圖11所示的仿真測(cè)試電路所執(zhí)行的測(cè)試的結(jié)果；圖13是示出傳統(tǒng)三相和四線配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
0037以下將參考附圖解釋根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。0038圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的三相和四線配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
0039如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的三相和四線配電系統(tǒng)包括四條線3各，具體是，三相供電線路U、 V和W，中性線路N，以及用作
8平衡器的三相和四線類(lèi)型變壓器1 (此后，簡(jiǎn)稱(chēng)為"平衡變壓器")。
0040平衡變壓器1最佳定位于例如干線或者支線。平衡變壓器1將流過(guò)中性線路N的不平衡電流供給回三相供電線路U、 V和W的一個(gè)或者多個(gè)，從而使得可以以低成本有效利用能量。
0041平4lf變壓器1可以包括例如在^^開(kāi)號(hào)2007-48859的日本專(zhuān)利申請(qǐng)中提出的三相和四線變壓器。
0(M2如圖l所示，三相供電線路U、 V和W和中性線路N的每一個(gè)分別電連接到三相和四線變壓器的相U、相V、和相W以及相N。此外，三相供電線路U、 V和W和中性線路N電連接到平衡變壓器1。在圖1中，ru、 rv、"和rN分別表示供電線3各U、 V和W和中性線路N的電阻器。
0043馬達(dá)M電連接到三相供電線路U、 V和W。照明設(shè)備(未示)電連接到三相供電線路U、 V和W的其中一個(gè)和中性線路N。
0044圖2示出平衡變壓器1的示例布置。
0045如圖2所示，變壓器TR位于干線20中，并且平衡變壓器1位于干線20的末端處。更具體地，平衡變壓器1在其一端電連接到干線20，并且在另一端接地。
0046例如，變壓器TR位于變電站中。
0(M7在變壓器TR和平衡變壓器1之間布置四個(gè)串聯(lián)的瓦特小時(shí)計(jì)2。0048電力從干線20供應(yīng)給用戶(hù)22。瓦特小時(shí)計(jì)W應(yīng)被布置在干線
20和每一個(gè)用戶(hù)22之間。
0(H9在變壓器TR和平衡變壓器1之間的中點(diǎn)24處的干線20中的
電壓最低。
0050雖然平衡變壓器1定位于干線20的末端處，但是如果在某支線中施加最大電力，則平衡變壓器l電連接到支線的末端代替千線20。
0051以下解釋通過(guò)平衡變壓器1將不平衡電流供給回供電線路的過(guò)程。
0052如前所述，在三相和四線供電系統(tǒng)中一定程度上不可避免的產(chǎn)生負(fù)荷不平衡。負(fù)荷不平衡越高，則電壓降和線路損耗越高。但是，由于大部分電壓降和線路損耗因零相而產(chǎn)生在中性線路中，可以通過(guò)由平衡變壓器1來(lái)刪除這樣的零相以移除負(fù)荷不平衡。
0053例如，示例性實(shí)施例中的平衡變壓器1包括諸如圖3中所示的之字形星狀連接變壓器。0054在之字形星狀連接變壓器中，由于由零相電流引發(fā)的磁通勢(shì)在
鐵芯的每一支路處彼此之間抵消，則不產(chǎn)生零相磁通量，并且因此零相阻抗相當(dāng)小。在之字形星狀連接變壓器中，端電壓中的零相分量接地，并且因此彼此相等的零相電流流過(guò)每一相。結(jié)果是之字形星狀連接變壓器用作平衡器。
0055次級(jí)繞組的阻抗、平衡器的阻抗和圖2中所示的變壓器TR (例如變壓器TR在變電站中)的平衡器電路的電抗由于其小而被忽略。使用來(lái)自平衡變壓器1的電流Ib (平衡器電流)來(lái)抵消每一相的線路電阻Rl和中性線路的線路電阻Rn,并且因此根據(jù)公式(1)限定所節(jié)省的電力P，。
p' -服x ciB〉2 + x (s穿a》
抵消每一相的零相電流的平衡器電流Ib根據(jù)公式(2)限定。
Ib = K2t +1 + 3^) x IJ/[3fe + Zl + 3Zb) + 3傷B + Zl， +(2)
此處，Zt:變壓器的阻抗，
Zl:低壓供電線路的阻抗，Zn:中性線路的阻抗，Zb:平衡器的阻抗，
Zl，通過(guò)其連接平衡器的線路的阻抗，
Zn，連接平衡器到中性線路的連接線路的阻抗，和
In:零相電流。
如果Zb、 Zl，和Zn，為可忽略的小，平纟軒器電流IB可以纟皮如下限定。
0056因此，通過(guò)測(cè)量流過(guò)平衡變壓器1所連接的線路的中性線路電流(零相電流In )并且通過(guò)使用所測(cè)中性線路電流中的最大電流和施加到線路的電壓中的最大電壓根據(jù)公式(3)來(lái)計(jì)算容量，則能夠限定平衡電壓器l的容量C。
O =■ Imax x Vmax —激
此處，C:平衡變壓器1的容量，
中性線路電流中的最大電流，和Vmax:施加到線路的電壓中的最大電壓。
0057當(dāng)平衡變壓器l位于線路中時(shí)，能夠測(cè)量瓦特小時(shí)(WH)或者電能的多個(gè)瓦特小時(shí)計(jì)(W腹)2位于平衡變壓器1所連接的線路中的多個(gè)點(diǎn)。例如，在圖2所示的三相和四線配電系統(tǒng)中，瓦特小時(shí)計(jì)2直接位于平tj"變壓器1的上游，位于變壓器TR供應(yīng)電力到干線20的點(diǎn)，和包括中間點(diǎn)24的干線20上的多個(gè)點(diǎn)。
0058例如，從Heki Denki公司商業(yè)可得到的鉗型瓦特小時(shí)計(jì)(型號(hào)3169)可以被用作瓦特小時(shí)計(jì)2。瓦特小時(shí)計(jì)2能夠測(cè)量電壓、電流、有效、無(wú)效和表面電壓、有效和無(wú)效的瓦特小時(shí)、功率因數(shù)、頻率和諧頻，并且通過(guò)存儲(chǔ)卡或者通信線纜傳送測(cè)量結(jié)果到計(jì)算機(jī)(未示)。
0059通過(guò)以上述方式測(cè)量中性線路電流來(lái)限定平衡變壓器1的容量，并且具有如此限定的容量的平衡變壓器1連接到三相和四線配電系統(tǒng)中的干線20的末端，如圖2所示。
0060通過(guò)在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)和關(guān)閉平衡變壓器1的開(kāi)關(guān)能夠獲取圖4所示的基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，以由此測(cè)量平衡變壓器1所連接的線路中的瓦特小時(shí)、每一相的電流和每一相的電壓。測(cè)量至少持續(xù)大約 一個(gè)星期。
0061如圖4所示，基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線包括當(dāng)平衡變壓器1的開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，即平衡變壓器1不工作時(shí)繪制瓦特小時(shí)計(jì)的指示所產(chǎn)生的線，和當(dāng)平衡變壓器1的開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，即平衡變壓器1工作時(shí)繪制瓦特小時(shí)計(jì)的指示所產(chǎn)生的線。
0062例如，根據(jù)這兩個(gè)日負(fù)荷曲線的差值通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算出所節(jié)省的表觀電力B。
0063圖5示出沒(méi)有使用平衡變壓器1的一種情況和使用平衡變壓器1的另一種情況中所節(jié)省的表觀電力和電力消耗之間的關(guān)系。
0064如圖5所示，如果沒(méi)有使用平衡變壓器1,瓦特計(jì)的指示意味著用戶(hù)消耗的電力[1]和線路損耗[2]的總和。另 一方面，如果使用平衡變壓器l,瓦特計(jì)的指示意味著用戶(hù)消耗的電力[l](由于電壓補(bǔ)償所消耗的電力增加"A")、線路損耗[2]和平衡器損耗[3]的總和。
0065才艮據(jù)上述所節(jié)省的電力B和目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)來(lái)估計(jì)目標(biāo)區(qū)域中所節(jié)省的全部電力，并且基于從變電站所供應(yīng)的全部電力(kWH)和所節(jié)省的電力(kWH),計(jì)算由[所節(jié)省的電力(kWH) ]/[變電站所消耗的全部電力(kWH)]限定的電力節(jié)省率(kWH/kWH)。此外，基于從變電站一年
ii所供應(yīng)的電力總和來(lái)計(jì)算所節(jié)省的一年的電力，并且根據(jù)這樣計(jì)算的所節(jié)省的電力來(lái)確定平衡變壓器1所定位的點(diǎn)。
0066測(cè)量通過(guò)平衡變壓器1所節(jié)省的電力。0067圖6示出測(cè)量點(diǎn)之間的位置關(guān)系。
0068如圖6所示，通過(guò)連接瓦特小時(shí)計(jì)到測(cè)量點(diǎn)A (更具體地供電線路的末端60,也就是最后的電線桿61所處的位置)和測(cè)量點(diǎn)B (更具體地平衡變壓器1所處的位置)來(lái)執(zhí)行測(cè)量。平衡變壓器1通過(guò)8米延長(zhǎng)線62電連接到最終的電線桿61 。
0069圖7是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)A處的平衡變壓器1被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電流的每一個(gè)的平均值的圖，圖8是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)A處的平衡變壓器1被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電壓的每一個(gè)的平均值的圖，圖9是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)B處的平衡變壓器1被打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電流的每一個(gè)的平均值的圖，圖10是示出當(dāng)位于圖6的測(cè)量點(diǎn)B處的平衡變壓器1-陂打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)所計(jì)算的R相、S相、T相和N相電壓的每一個(gè)的平均值的圖。
0070通過(guò)圖9可以理解，當(dāng)平衡變壓器1的開(kāi)關(guān)被關(guān)閉(CB ON)時(shí)，N相電流按比例劃分并且供給回R相、S相和T相電流。結(jié)果，如圖8所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)(CB OFF)時(shí)以很不平衡方式范圍在190V到270V中的R相、S相和T相電壓彼此接近，并且穩(wěn)定地停留在230V附近。這意味著不平衡狀態(tài)凈皮改進(jìn)。
0071測(cè)試平衡變壓器1所處的最佳位置和平衡變壓器1的最佳容量。0072根據(jù)已經(jīng)通過(guò)使用邏輯運(yùn)算仿真電路所執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，知
道如果配電系統(tǒng)中的干線尺寸彼此相等，則平衡變壓器1連接到均勻分布的
負(fù)荷電路的末端是最佳的。
0073圖11為仿真測(cè)試電路的框圖。
0074通過(guò)使用圖11中所示的電路執(zhí)行仿真測(cè)試，以獲知平衡變壓器1的最佳位置。
0075在圖11中，平衡變壓器l被標(biāo)為"B"。
0076圖12示出通過(guò)執(zhí)行仿真測(cè)試已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。
0077通過(guò)圖12可以理解，通過(guò)將平衡變壓器1置于末端可以最大化所節(jié)省的電力。0078根據(jù)本發(fā)明，三相和四線配電系統(tǒng)中的線路中的平衡器的布置方法用于節(jié)省三相和四線配電系統(tǒng)中的電力和能量。
0079根據(jù)本發(fā)明的三相和四線配電系統(tǒng)也用于節(jié)省電力和能量。
0080本申請(qǐng)基于并要求2008年1月17日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)NO. 2008-007888的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部披露內(nèi)容，包括說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要通過(guò)引用整體包括于此。
0081雖然已經(jīng)結(jié)合一定的示例性實(shí)施例描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明所包含的主題不受限于那些具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明的主題意于包括下述權(quán)利要求的范圍和精神中所包括的所有變形、改變和導(dǎo)價(jià)物
權(quán)利要求
1、一種在包括三相電力線路和中性線路的三相和四線配電系統(tǒng)中的線路中布置平衡器的方法，所述平衡器將流過(guò)所述中性線路的不平衡電流供給回所述三相電力線路，包括測(cè)量在所述平衡器所連接的線路中流動(dòng)的中性線路電流；根據(jù)所述中性線路電流中的最大電流和施加到所述線路的最大電壓二者來(lái)計(jì)算要連接到所述線路的末端的所述平衡器的容量；并且連接具有如此計(jì)算的容量的所述平衡器到所述線路的所述末端。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括測(cè)量在包括從所述線路分支的支線的線路中的多個(gè)點(diǎn)的電力；并且 連接所述平衡器到如此測(cè)量的電力中的最大電力施加到的線路。
3、 如權(quán)利要求1或者2所述的方法，還包括通過(guò)在預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉的開(kāi)關(guān)來(lái)連接所述平衡器到 所述末端；在所述預(yù)定時(shí)間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉所述開(kāi)關(guān)用于測(cè)量施加到所 述平衡器所連接的所述線路的電力，以獲取基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線；并且 根據(jù)所述基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線來(lái)計(jì)算所節(jié)省的電力。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔在5分鐘到30分鐘 且包括二者的范圍內(nèi)。
5、 一種三相和四線配電系統(tǒng)，包括 三相電力線路；中性線路；和平衡器，所述平衡器用于將流過(guò)所述中性線路的不平衡電流供給回所述 三相電力線3各， 、所述平衡器具有根據(jù)流過(guò)所述平衡器所連接的線路的中性線路電流中 的最大電流和施加到所述線路的最大電壓二者來(lái)確定的容量，所述平衡器被連接到所述線路的末端。
6、 如權(quán)利要求5所述的三相和四線配電系統(tǒng)，其中，所述平衡器連接 到包括從所述線路分支的支線的線路中的多個(gè)點(diǎn)處所測(cè)量的電力中的最大 電力施加到的線路。
7、 如權(quán)利要求5或者6所述的三相和四線配電系統(tǒng)，還包括在預(yù)定時(shí) 間間隔間歇地打開(kāi)或者關(guān)閉的開(kāi)關(guān)，用于測(cè)量施加到所述平衡器所連接的所 述線路的電力，以獲取基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線，所述平衡器通過(guò)所述開(kāi)關(guān)連接到所述末端， 所節(jié)省的電力根據(jù)所述基準(zhǔn)日負(fù)荷曲線計(jì)算。
8、 如4又利要求7所述的三相和四線配電系統(tǒng)，其中，所述時(shí)間間隔在5 分鐘到3 0分鐘且包括二者的范圍內(nèi)。
9、 如權(quán)利要求5所述的三相和四線配電系統(tǒng)，其中，所述平衡器包括之字形星狀連接變壓器。
全文摘要
本發(fā)明涉及三相和四線配電系統(tǒng)和在其中布置平衡器的方法。一種在包括三相電力線路和中性線路的三相和四線配電系統(tǒng)中的線路中布置平衡器的方法，平衡器將流過(guò)中性線路的不平衡電流供給回所述三相電力線路，包括測(cè)量在平衡器所連接的線路中流動(dòng)的中性線路電流；根據(jù)中性線路電流中的最大電流和施加到線路的最大電壓二者來(lái)計(jì)算要連接到所述線路的末端的平衡器的容量；并且連接具有如此計(jì)算的容量的平衡器到線路的末端。
文檔編號(hào)H02J3/14GK101557109SQ20091000128
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者鳥(niǎo)喰貞次 申請(qǐng)人:鳥(niǎo)喰貞次