一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)及分配方法
【專(zhuān)利摘要】一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)及其分配方法，所述系統(tǒng)由一臺(tái)低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和若干臺(tái)電力負(fù)荷智能分配終端所組成。所述低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)由電流互感器、電壓互感器、CPU（U6）、液晶、三相通信模塊組成。所述電力負(fù)荷智能分配終端由大電流互感器、電壓互感器、大功率磁保持繼電器、大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)、三相開(kāi)關(guān)互鎖電路、通信模塊、相位鑒別電路、CPU（U12）組成。本發(fā)明通過(guò)在配電變壓器和負(fù)荷分配終端分別安裝低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和分機(jī)，采用低壓電力負(fù)荷智能分配方法，對(duì)部分不平衡負(fù)荷實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)切換相位，保證了配電變壓器低壓電力負(fù)荷正常運(yùn)行。本發(fā)明適用于電力系統(tǒng)配電變壓器電力負(fù)荷智能分配。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)及分配方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)及分配方法，屬電力系統(tǒng)配電節(jié)電技
術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】
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(guó)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(xiàn)組成，即A相、B相、C相、N相(零線(xiàn))，其接帶的負(fù)荷幾乎包括了現(xiàn)代家電的所有種類(lèi)和工廠(chǎng)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(lái)說(shuō)，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引出，安裝工人安裝時(shí)，很難知道進(jìn)入居民用戶(hù)的相別，更不知道哪一家負(fù)荷的性質(zhì)和大小?；蛘哒f(shuō)，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。可以說(shuō)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(lái)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(xiàn)路損耗增大，線(xiàn)損增大的數(shù)值與電流成平方成正比。在平衡狀態(tài)，線(xiàn)路損耗」P=I2R,且」Pa=」Pb=」Pc,三相總線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)損是平衡狀態(tài)時(shí)線(xiàn)損的3倍。
[0005]三相負(fù)荷不平衡，給電力系統(tǒng)帶來(lái)的第二大危害是變壓器產(chǎn)生附加鐵損。Y/Yo接線(xiàn)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(wú)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(guò)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(lái)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(lái)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)荷智能分配方法和系統(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)。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是，為了解決低壓電力負(fù)荷存在的不平衡問(wèn)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(xiàn)路損耗，本發(fā)明提出并公開(kāi)一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)及分配方法。
[0010]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是，本發(fā)明采用一種用于實(shí)時(shí)監(jiān)視配電變壓器各相總用電量，實(shí)時(shí)采集各電力負(fù)荷終端用電量信息，決策如何重新分配負(fù)荷的低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)；還采用若干用于采集各用戶(hù)用電量并上傳到主機(jī)、執(zhí)行主機(jī)下發(fā)命令切換負(fù)荷的電力負(fù)荷智能分配終端，即分機(jī)；然后根據(jù)電力負(fù)荷智能分配方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端電力負(fù)荷的調(diào)節(jié)和分配。
[0011]低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)由一臺(tái)低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和若干臺(tái)電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))所組成。
[0012]所述低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)由三個(gè)電流互感器(CT)、三個(gè)電壓互感器(PT)、CPU、液晶、三相通信模塊組成；低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)視配變各相總用電量，通過(guò)三相通信模塊，實(shí)時(shí)采集各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))用電量信息，通過(guò)CPU對(duì)采集的終端用電信息進(jìn)行處理，決策出如何重新分配負(fù)荷，使負(fù)荷不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)，并向電力負(fù)荷智能分配終端發(fā)出切換指令，將較重負(fù)荷一相的部分負(fù)荷切換至較輕負(fù)荷的另一相。
[0013]所述電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))由大電流互感器(CT)、電壓互感器(PT)、大功率磁保持繼電器、大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)、三相開(kāi)關(guān)互鎖電路、通信模塊、相位鑒別電路、CPU組成。所述電力負(fù)荷智能分配終端通過(guò)通信模塊將采集各用戶(hù)用電信息上傳到主機(jī)，通過(guò)相位鑒別電路對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相位鑒定，并執(zhí)行主機(jī)下發(fā)命令，通過(guò)大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)和可控硅電路實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)切換，通過(guò)三相開(kāi)關(guān)互鎖電路始終保證在任何情況下，只有一路電源與用戶(hù)接通，不可能產(chǎn)生短路。
[0014]系統(tǒng)能實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化，隨時(shí)調(diào)整各相負(fù)荷大小，使電流不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)，從而提高變壓器運(yùn)行效率與壽命，降低線(xiàn)路損耗。
[0015]所述低壓電力負(fù)荷智能分配方法為:
(I)給配電變壓器建立一臺(tái)主機(jī)，給各電力負(fù)荷終端分別建立分機(jī)；主機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)視配變各相總用電量，實(shí)時(shí)采集各電力負(fù)荷智能分配終端(分機(jī))用電量信息，決策出如何重新分配負(fù)荷，使負(fù)荷不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)；所述分機(jī)用于采集各用戶(hù)用電量并上傳到主機(jī)、執(zhí)行主機(jī)下發(fā)命令，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)切換。
[0016](2)通過(guò)3相通信模塊，使主機(jī)與分機(jī)保持通信，實(shí)時(shí)采集各分機(jī)的電流；通過(guò)按相發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令的方法，使分機(jī)能準(zhǔn)確定位各相相序，并與主機(jī)嚴(yán)格保持一致；
(3)當(dāng)使用容量超過(guò)某個(gè)定值時(shí),按公式Iun=[Zl Imax( I Ia-1avg I，I Ib-1avg I，I Ib-1avg I ,)/ Iavg] X 100%計(jì)算不平衡度；當(dāng)不平衡度超過(guò)某個(gè)定值時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡，并做出負(fù)荷調(diào)整策略；其中，Iavg為3相總電流的平均值；Iun為實(shí)時(shí)算出的電流不平衡度；
(4)本終端在開(kāi)機(jī)后，立即檢測(cè)各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，使大功率磁保持繼電器JA、JB、JC中僅有一個(gè)開(kāi)關(guān)合上，同時(shí)繼電器JZ要在合上位置。
[0017](5)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序，不斷檢測(cè)本終端所帶負(fù)荷的大小和性質(zhì)，并按一定的規(guī)約存儲(chǔ)在終端CPU中，等到主機(jī)來(lái)讀取。
[0018](6)當(dāng)主機(jī)通過(guò)某相線(xiàn)路的通信模塊發(fā)來(lái)“要數(shù)據(jù)”或“切換電源”命令時(shí)，此命令通過(guò)某一相UA、U0線(xiàn)、通信模塊、SIGIN引腳，到達(dá)終端CPU ;終端CPU (U12)立即執(zhí)行主機(jī)命令:若是“要數(shù)據(jù)”，則按約定的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)SIGOUT引腳、通信模塊、UA、U0把數(shù)據(jù)發(fā)給主機(jī)；若是要“切換電源”，則按下述程序進(jìn)行:合上可控硅一斷開(kāi)JZ—斷開(kāi)可控硅一斷開(kāi)當(dāng)前已經(jīng)合上的開(kāi)關(guān)一合上主機(jī)要求合上的開(kāi)關(guān)一合上可控硅一合JZ—斷開(kāi)可控硅。[0019]上述過(guò)程每一步都進(jìn)行確認(rèn)，方執(zhí)行下一步。然后將切換結(jié)果報(bào)告主機(jī)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過(guò)在配電變壓器和負(fù)荷分配終端分別安裝低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和分機(jī)，采用低壓電力負(fù)荷智能分配方法，能根據(jù)電力負(fù)荷的不平衡狀況，對(duì)部分不平衡負(fù)荷實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)切換相位，保證了配電變壓器低壓電力負(fù)荷在規(guī)定的不平衡度范圍內(nèi)運(yùn)行。本發(fā)明解決了由于低壓電力負(fù)荷不平衡而造成電力浪費(fèi)的問(wèn)題，大大提高了變壓器的運(yùn)行效率和使用壽命。本發(fā)明低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)的低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和低壓電力負(fù)荷智能分配分機(jī)全部采用CMOS元件，整機(jī)功耗極低，正常運(yùn)行僅需1W，使用成本極低。 [0021]本發(fā)明適用于電力系統(tǒng)配電變壓器電力負(fù)荷智能分配。
[0022]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1為電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)拓?fù)鋱D；
其中，I是配電變壓器；11是配電變壓器高壓側(cè)；12是是配電變壓器低壓側(cè)(380V/220V)；2是低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)；31是低壓電力負(fù)荷分配終端(分機(jī)1);32是低壓電力負(fù)荷分配終端(分機(jī)2);3N是低壓電力負(fù)荷分配終端(分機(jī)N);41是用戶(hù)I ;42是用戶(hù)2 ；4N是用戶(hù)N;
圖2為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)前端變換及切換電路圖；
圖3為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)CPU電路和RS-485接口電路圖；
圖4為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)三相通信模塊電路；
圖5為低壓電力負(fù)荷智能分配終端三相開(kāi)關(guān)互鎖電路圖；
圖6為低壓電力負(fù)荷智能分配終端復(fù)合開(kāi)關(guān)可控硅控制電路圖；
圖7為低壓電力負(fù)荷智能分配終端CPU及三相通信模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明低壓電力負(fù)荷智能分配方法的【具體實(shí)施方式】如圖1所示。
[0024]按圖1所示，在配電變壓器和負(fù)荷分配終端分別安裝低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和分機(jī)。
[0025]( I)通過(guò)主機(jī)3相通信模塊，使主機(jī)與分機(jī)保持通信，實(shí)時(shí)采集各分機(jī)的電流；在主機(jī)上，實(shí)時(shí)采集本配變各相電流(總電流)、電壓的大小，并按下式計(jì)算出當(dāng)前使用的總?cè)萘縕l S:
Z S=IaXUa+IbXUb+IcXUc
其中，la、lb、Ic為配電變壓器輸出的各相總電流，Ua、Ub、Uc為配電變壓器各相輸出的端電壓；
(2)當(dāng)前使用的總?cè)萘俊筍≥變壓器的容量StlX20%時(shí)，按下式計(jì)算不平衡度Iun: Iun=[ Zl Imax ( I Ia-1avg I , I Ib-1avg I , I Ic-1avg I )/ Iavg]X100%。
[0026]其中，S。為變壓器的容量；Iavg為3相總電流的平均值，Iavg= (Ia+Ib+Ic)/3 ；Iun為實(shí)時(shí)算出的電流不平衡度，取3相電流中與3相電流平均值差值的最大值的絕對(duì)值除以電流平均值；
(3)設(shè)當(dāng)電流不平衡度Iun^ 15%，即認(rèn)為系統(tǒng)處在不平衡狀態(tài)，應(yīng)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整；
(4)主機(jī)按相發(fā)出數(shù)據(jù)采集命令，逐個(gè)采集各分機(jī)當(dāng)前的負(fù)荷數(shù)據(jù)(ia、ib、ic)并存儲(chǔ)，直到把本系統(tǒng)所有分機(jī)數(shù)據(jù)采集完畢；
(5)若主機(jī)按公式I Ia-1avg I，I Ib-1avg I，I Ic-1avg I 算出 I Ia-1avg I 電流差值最大，I Ic-1avg I最小,這就意味著應(yīng)減小A相負(fù)荷，增加C相負(fù)荷才能使系統(tǒng)電流平衡。主機(jī)先試切第一臺(tái)在A相運(yùn)行的分機(jī)到C相，求出切換負(fù)荷后新的Ia ' =Ia-1a,新的 Ic'=Ic+ ia,新的平均值 Iavg ' = (la " +Ib+ Ic')/3,新的不平衡度 Iun'=[ Zl ImaX " ( I Ia " -1avg I , I Ib-1avg I , I Ic " -1avg " I，)/ Iavg " ]X100% ；
(6)當(dāng)Iuny ( 15%時(shí)，主機(jī)從A相向第一臺(tái)分機(jī)發(fā)出“A相切換到C相”的命令；
(7)當(dāng)Iun'≥15%時(shí),取出第二臺(tái)在A相運(yùn)行的分機(jī)電流,按(5)步方法算出Iun '。
[0027]若Iun’ ≤15%，主機(jī)從A相向第二臺(tái)分機(jī)發(fā)出“A相切換到C相”的命令。
[0028]若Iun z15%，則取出第三臺(tái)在A相運(yùn)行的分機(jī)電流，按(5)步方法算出Iun '，并以此類(lèi)推，直到切換負(fù)荷后達(dá)到Iun ' ( 15%。
[0029](8)若經(jīng)過(guò)上述計(jì)算后，不能找到“切換某相負(fù)荷后，Iun ' ( 15%”這個(gè)結(jié)果，證明系統(tǒng)安裝的分機(jī)數(shù)量太少，不進(jìn)行負(fù)荷切換，同時(shí)在液晶屏上顯示某個(gè)特殊的符號(hào)，以示提醒。
[0030]產(chǎn)生不平衡的原因可能還有I Ia-1avg I大，I Ib-1avg I??；I Ib-1avg I大，
I Ia-1avg I 小,或 I Ib-1avg I 大，I Ic-1avg I ?。籌 Ic-1avg I 大，I Ia-1avg I 小，
或I Ic-1avg I大，I Ib-1avg I小等幾種情況,其處理方法同上所述原理。
[0031]本發(fā)明低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】如圖2~圖7所示。
[0032]圖2為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)前端變換及切換電路圖，圖3為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)CPU電路和RS-485接口電路圖，圖4為低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)三相通信模塊電路；圖5低壓電力負(fù)荷智能分配終端三相開(kāi)關(guān)互鎖電路圖，圖6為低壓電力負(fù)荷智能分配終端復(fù)合開(kāi)關(guān)可控硅控制電路圖，圖7為低壓電力負(fù)荷智能分配終端CPU及三相通信模塊電路圖。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)由低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和低壓電力負(fù)荷智能分配終端所組成。低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)接配電變壓器低壓端，低壓電力負(fù)荷智能分配終端接負(fù)荷終端。
[0034]本發(fā)明實(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(U6)、液晶模塊(U4)、三相通信模塊組成；其電路如圖2、圖3和圖4所示。
[0035]電流互感器(CT1-CT3)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 (U6);電壓互感器(PT1-PT3)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。
[0036]液晶(U4)顯示各種信息的元件，接CPU。
[0037]CPU(U6)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(lái)的信號(hào)；發(fā)出指令并通過(guò)通信模塊將信號(hào)發(fā)送到終端分機(jī)。
[0038]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。
[0039]Ul、U2和U3是雙4選I多路開(kāi)關(guān)，U5是RS-485接口芯片。
[0040]從配變輸出的三相總電流分別流經(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CTl CT2 CT3進(jìn)行二次變換，分別在R4、R5、R6上變成某個(gè)適合CPU (U6)采集的電壓。
[0041]從配變輸出的三相電壓經(jīng)CZ4、CZ5、CZ6、CZ7經(jīng)電阻Rl、R2、R3限流后進(jìn)入主機(jī)，主機(jī)的PT 1、PT2、PT3變換成某個(gè)適合CPU (U6)采集的電壓。
[0042]在CPU (U6)的控制下，PXX1、PXX2引腳產(chǎn)生3種“O”與“I”的組合，分時(shí)接通CT1、CT2、CT3的輸出信號(hào)到多路開(kāi)關(guān)Ul，并從多路開(kāi)關(guān)Ul的13、3腳引入到CPU (U6)的IIP、IlN0同時(shí)，分時(shí)接通PT1、PT2、PT3的輸出信號(hào)到多路開(kāi)關(guān)U2，并從多路開(kāi)關(guān)U2的13、3腳引入至Ij CPU (U6)的 UP、UN。
[0043]CPU (U6)通過(guò)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。
[0044]當(dāng)三相電流的不平衡度超過(guò)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、PXX4為某個(gè)值。如要向A相發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU (U6)通過(guò)置輸出引腳PXX3、PXX4為某個(gè)值，使SIGA與SIGOUT接通，即:使多路開(kāi)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(xiàn)。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)。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端(分機(jī))，由大電流互感器(CT)、電壓互感器(PT)、大功率磁保持繼電器、大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)、三相開(kāi)關(guān)互鎖電路、通信模塊、相位鑒別電路、CPU組成，其電路如圖5、圖6和圖7所示。
[0046]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端采用大功率磁保持繼電器，是用于把系統(tǒng)電源接入用戶(hù)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，它具有通流大、靜態(tài)功耗為零的特點(diǎn)；
大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)，是由大功率可控硅與大功率磁保持繼電器并聯(lián)的、用于負(fù)荷換相自動(dòng)切換的復(fù)合模塊，可提高大功率磁保持繼電器壽命。本發(fā)明低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端采用大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)，提高了本系統(tǒng)低壓電力負(fù)荷智能分配終端的電氣通斷壽命。
[0047]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端的三相開(kāi)關(guān)互鎖電路，是用于保證本發(fā)明的終端在任何時(shí)候(包括驅(qū)動(dòng)元件失效時(shí))僅有一路系統(tǒng)電壓接入用戶(hù)，防止相間短路的電路。
[0048]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端的通信模塊，是用于本發(fā)明的終端與主機(jī)通信的模塊；所述的CPU (U12)，是本發(fā)明的終端用于進(jìn)行各種計(jì)算、存儲(chǔ)、與主機(jī)通信、執(zhí)行主機(jī)命令的元件。
[0049]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端的相位鑒別電路，是用于確定本發(fā)明的終端A、B、C三相電壓進(jìn)線(xiàn)保持與主機(jī)的A、B、C三相電壓對(duì)應(yīng)的電路。
[0050]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)終端在開(kāi)機(jī)后，立即檢測(cè)各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，使JA、JB、JC中僅有一個(gè)開(kāi)關(guān)合上，同時(shí)JZ要在合上位置。
[0051]本實(shí)施例低壓電力負(fù)荷智能分配終端工作時(shí)，首先啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序，不斷檢測(cè)本終端所帶負(fù)荷的大小和性質(zhì)，并按一定的規(guī)約存儲(chǔ)在CPU (U12)中，等到主機(jī)來(lái)讀取。
[0052]當(dāng)?shù)蛪弘娏ω?fù)荷智能分配主機(jī)通過(guò)某相線(xiàn)路的通信模塊發(fā)來(lái)“要數(shù)據(jù)”或“切換電源”命令時(shí)，此命令通過(guò)UA、UO線(xiàn)、通信模塊、SIGIN引腳，到達(dá)U12 (CPU)。本終端CPU(U12)立即執(zhí)行主機(jī)命令。若是“要數(shù)據(jù)”，則按約定的數(shù)據(jù)格式，通過(guò)SIGOUT引腳、通信模塊、UA、U0把數(shù)據(jù)發(fā)給主機(jī)。若是要“切換電源”，則按下述程序進(jìn)行:合可控硅一斷開(kāi)JZ—斷開(kāi)可控硅一斷開(kāi)當(dāng)前已經(jīng)合上的開(kāi)關(guān)一合上主機(jī)要求合上的開(kāi)關(guān)一合可控硅一合JZ-斷開(kāi)可控硅。上述過(guò)程每一步都進(jìn)行確認(rèn)，方執(zhí)行下一步。然后把切換結(jié)果報(bào)告主機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)由一臺(tái)低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)和若干臺(tái)電力負(fù)荷智能分配終端所組成； 所述低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)由三個(gè)電流互感器、三個(gè)電壓互感器、CPU (U6)、液晶、三相通信模塊組成；所述低壓電力負(fù)荷智能分配主機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)視配變各相總用電量，通過(guò)三相通信模塊，實(shí)時(shí)采集各電力負(fù)荷智能分配終端用電量信息，通過(guò)CPU對(duì)采集的終端用電信息進(jìn)行處理，決策出如何重新分配負(fù)荷，使負(fù)荷不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)，并向電力負(fù)荷智能分配終端發(fā)出切換指令，將較重負(fù)荷一相的部分負(fù)荷切換至較輕負(fù)荷的另一相; 所述電力負(fù)荷智能分配終端由大電流互感器、電壓互感器、大功率磁保持繼電器、大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)、三相開(kāi)關(guān)互鎖電路、通信模塊、相位鑒別電路、CPU(U12)組成；所述電力負(fù)荷智能分配終端通過(guò)通信模塊將采集各用戶(hù)用電信息上傳到主機(jī)，通過(guò)相位鑒別電路對(duì)負(fù)荷進(jìn)行相位鑒定，并執(zhí)行主機(jī)下發(fā)命令，通過(guò)大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)和可控硅電路實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)切換，通過(guò)三相開(kāi)關(guān)互鎖電路始終保證在任何情況下，只有一路電源與用戶(hù)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)荷變化，隨時(shí)調(diào)整各相負(fù)荷大小，使電流不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)，從而提高變壓器運(yùn)行效率與壽命，降低線(xiàn)路損耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的電力負(fù)荷智能分配終端采用了大功率磁保持繼電器作為負(fù)荷開(kāi)關(guān)，不僅通流大，更有在靜態(tài)時(shí)功耗為零的節(jié)能特點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電力負(fù)荷智能分配系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)采用了大電流復(fù)合開(kāi)關(guān)，提高了本系統(tǒng)低壓電力負(fù)荷智能分配終端的電氣通斷壽命。
5.一種低壓電力負(fù)荷智能分配方法，其特征在于，所述方法為: (1)給配電變壓器建立一臺(tái)主機(jī)，給各電力負(fù)荷終端分別建立分機(jī)；主機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)視配變各相總用電量，實(shí)時(shí)采集各電力負(fù)荷智能分配終端用電量信息，決策出如何重新分配負(fù)荷，使負(fù)荷不平衡度始終保持在合格范圍內(nèi)；所述分機(jī)用于采集各用戶(hù)用電量并上傳到主機(jī)、執(zhí)行主機(jī)下發(fā)命令，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷相位鑒別和自動(dòng)切換； (2)通過(guò)3相通信模塊，使主機(jī)與分機(jī)保持通信，實(shí)時(shí)采集各分機(jī)的電流；通過(guò)按相發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令的方法，使分機(jī)能準(zhǔn)確定位各相相序，并與主機(jī)嚴(yán)格保持一致； (3)當(dāng)使用容量超過(guò)某個(gè)定值時(shí),按公式Iun=[Zl Imax( I Ia-1avg I，I Ib-1avg I，I Ib-1avg I ,)/ Iavg] X 100%計(jì)算不平衡度；當(dāng)不平衡度超過(guò)某個(gè)定值時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡，并做出負(fù)荷調(diào)整策略；其中，Iavg為3相總電流的平均值；Iun為實(shí)時(shí)算出的電流不平衡度； (4)本終端在開(kāi)機(jī)后，立即檢測(cè)各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，使大功率磁保持繼電器JA、JB、JC中僅有一個(gè)開(kāi)關(guān)合上，同時(shí)繼電器JZ要在合上位置； (5)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序，不斷檢測(cè)本終端所帶負(fù)荷的大小和性質(zhì),并按一定的規(guī)約存儲(chǔ)在終端CPU (U12)中，等到主機(jī)來(lái)讀取； (6)當(dāng)主機(jī)通過(guò)某相線(xiàn)路的通信模塊發(fā)來(lái)“要數(shù)據(jù)”或“切換電源”命令時(shí)，終端CPU(U12)立即執(zhí)行主機(jī)命令:若是“要數(shù)據(jù)”，則按約定的數(shù)據(jù)格式，把數(shù)據(jù)發(fā)給主機(jī)；若是要“切換電源”，則按下述程序進(jìn)行:合可控硅一斷開(kāi)JZ—斷開(kāi)可控硅一斷開(kāi)當(dāng)前已經(jīng)合上的開(kāi)關(guān)一合上主機(jī)要求合上的開(kāi)關(guān)一合可控硅一合JZ—斷開(kāi)可控硅；上述過(guò)程每一步都進(jìn)行確認(rèn)，方 執(zhí)行下一步；然后將切換結(jié)果報(bào)告主機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02J3/26GK103545826SQ201210234514
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】劉望舒 申請(qǐng)人:江西龍躍電子科技有限公司