三相平衡供電系統(tǒng)及方法及設(shè)有該系統(tǒng)的模塊化配電柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三相平衡供電系統(tǒng)及方法及設(shè)有該系統(tǒng)的模塊化配電柜，其中供電系統(tǒng)包括斷路器，避雷器模塊電連接，中央處理器模塊，所述中央處理器模塊包括電連接的中央處理器和觸摸屏；用于檢測總電源零序電流的零線電流傳感器，零線電流傳感器與中央處理器電連接；若干調(diào)節(jié)單元；其中三相平衡供電系統(tǒng)的三相平衡方法為，由中央處理器下達(dá)命令采集零線電流和各個輸出的電流值，然后進(jìn)行運算得出最優(yōu)負(fù)載調(diào)整方案，再由各個調(diào)節(jié)單元按指令執(zhí)行。其中模塊化配電柜設(shè)有上述的三相平衡供電系統(tǒng)，因此發(fā)明的模塊化配電柜同時具有三相平衡功能和模塊化配置的功能，在提高運行安全系數(shù)的同時，根據(jù)需要制定模塊，降低了制作成本。
【專利說明】三相平衡供電系統(tǒng)及方法及設(shè)有該系統(tǒng)的模塊化配電柜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種三相平衡供電系統(tǒng)及方法及設(shè)有該系統(tǒng)的模塊化配電柜。

【背景技術(shù)】
[0002]配電柜內(nèi)設(shè)有電器及其線路，用來分配電力能源，統(tǒng)稱為動力配電中心。它們集中安裝在用電集中區(qū)的變電站，把電能分配給不同地點的下級配電設(shè)備。通常配電柜包括機(jī)柜，該機(jī)柜內(nèi)設(shè)有總電源。
[0003]隨著技術(shù)的快速發(fā)展以及深層次的應(yīng)用，對供電的可靠性要求越來越高；隨著設(shè)備的不斷增加，其配電系統(tǒng)的三相平衡問題也越來越引起管理層的重視。過度的三相負(fù)載不平衡，會導(dǎo)致電源及UPS即不間斷電源出現(xiàn)故障的幾率大增，嚴(yán)重威脅設(shè)備的正常運行。
[0004]三相不平衡的危害包括:增加了線路的電能損耗；增加了配電變壓器的電能損耗；配變出力減少；配變產(chǎn)生零序電流；影響用電設(shè)備的安全運行等。由于絕對的三相平衡是不存在的，實際的三相系統(tǒng)總是存在不同程度的不平衡現(xiàn)象。當(dāng)配變產(chǎn)生零序電流，零線即有電流通過時，不但相線有損耗，而且零線也產(chǎn)生損耗，從而增加了電網(wǎng)線路的損耗。
[0005]針對配電柜的三相不平衡問題，目前采用的措施多為擴(kuò)容。但是現(xiàn)有的配電柜采用定制生產(chǎn)形勢，一旦規(guī)格確定后無法進(jìn)行擴(kuò)容或變更，后期擴(kuò)容只能更換配電柜，更換配電柜需要停電更換，給后期的擴(kuò)容帶來極大地困難。針對三相不平衡的問題，還可以采用人工操作調(diào)整相位的方式來達(dá)到三相平衡，但是現(xiàn)有的配電柜不便于人工操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的第一目的在于提供一種三相平衡供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)能夠自動監(jiān)控三相平衡，并能夠根據(jù)實時的負(fù)載運行情況進(jìn)行三相平衡自動調(diào)整，使供電系統(tǒng)始終保持三相平衡的運行狀態(tài)，從而提高了運行的安全系數(shù)，降低了電網(wǎng)線路的損耗，具有節(jié)能的作用。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種三相平衡供電系統(tǒng)包與市電電連接的市電斷路器，還包括:ATS切換開關(guān)，所述ATS切換開關(guān)的輸入端電連接所述市電斷路器，所述ATS切換開關(guān)的輸出端電連接有若干用于調(diào)節(jié)三相負(fù)載平衡的調(diào)節(jié)單元；所述調(diào)節(jié)單元，每個所述調(diào)節(jié)單元均包括:分別與三相電源連接的A相切換器、B相切換器和C相切換器，各相所述切換器均包括一個切換繼電器和一個用于檢測所述切換繼電器狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)傳感器；輸出斷路器，所述輸出斷路器的輸入端同時電連接三個所述切換繼電器，所述輸出斷路器的輸出端電連接負(fù)載；所述輸出斷路器還電連接有一用于檢測其狀態(tài)的輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器；輸出電壓傳感器和輸出電流傳感器，分別用于檢測該所述調(diào)節(jié)單元的輸出電壓和輸出電流；單元處理器，所述單元處理器用于采集所述輸出電壓傳感器、所述輸出電流傳感器和各所述開關(guān)狀態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央處理器；還根據(jù)所述中央處理器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令控制所述輸出斷路器和各所述切換繼電器通斷；零線電流傳感器，用于檢測所述供電系統(tǒng)的總電源零序電流，所述零線電流傳感器與所述中央處理器電連接；中央處理器，用于根據(jù)所述零線電流傳感器采集到的所述零序電流值及所述單元處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)計算三相負(fù)載是否平衡，并根據(jù)計算的結(jié)果向所述單元處理器發(fā)出所述調(diào)節(jié)指令；觸摸屏，用于實現(xiàn)人機(jī)對話。
[0008]優(yōu)選方式為，每一個所述調(diào)節(jié)單元都設(shè)有一個所述單元處理器。
[0009]優(yōu)選方式為，四個所述調(diào)節(jié)單元共用一個所述單元處理器。
[0010]優(yōu)選方式為，每個所述調(diào)節(jié)單元還包括一個溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述單元處理器電連接。
[0011 ] 優(yōu)選方式為，所述市電斷路器與所述ATS切換開關(guān)之間連接有避雷器。
[0012]優(yōu)選方式為，所述中央處理器與每個所述單元處理器均通過RS485或者CAN總線通訊協(xié)議進(jìn)行通信。
[0013]優(yōu)選方式為，所述ATS切換開關(guān)的輸入端還通過一 UPS斷路器連接有備用電源。
[0014]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明的三相平衡供電系統(tǒng)包括中央處理器，用于檢測總電源零序電流的零線電流傳感器，該零線電流傳感器與中央處理器電連接；若干調(diào)節(jié)單元，每個調(diào)節(jié)單元均包括分別與三相電源連接的A相切換器、B相切換器和C相切換器，各相切換器均包括一個切換繼電器和一個用于檢測切換繼電器狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)傳感器；用于檢測各切換繼電器通斷狀態(tài)及調(diào)節(jié)單元電壓和電流數(shù)據(jù)并將檢測到的數(shù)據(jù)上傳給中央處理器的單元處理器。本發(fā)明的中央處理器根據(jù)接收到的零序電流、各路負(fù)載的電壓、電流等參數(shù)進(jìn)行運算，并判斷三相負(fù)載是否平衡，若三相不平衡時，根據(jù)運算結(jié)果匹配出最優(yōu)的負(fù)載切換方案，并將上述切換方案顯示在觸摸屏上，由用戶確認(rèn)后將確定的擇切指令傳送給單元處理器，由單元處理器控制需要切換的調(diào)節(jié)單元的切換繼電器通斷，從而完成負(fù)載的相間切換，最后達(dá)到三相平衡。因此本發(fā)明的三相平衡供電系統(tǒng)能夠保持系統(tǒng)始終在三相平衡狀態(tài)下運行，從而提高了系統(tǒng)運行的安全系數(shù)，降低了電網(wǎng)線路的損耗。
[0015]由于四個所述調(diào)節(jié)單元共同一個所述單元處理器，該結(jié)構(gòu)在保證原有功能的同時節(jié)省了成本。
[0016]本發(fā)明的第二目的在于提供一種三相平衡供電系統(tǒng)的三相平衡的調(diào)節(jié)方法，該方法根據(jù)實時的供電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來監(jiān)控三相平衡，并能夠自動計算出最佳的三相平衡調(diào)整方案。
[0017]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種三相平衡供電系統(tǒng)的三相平衡的方法，包括以下步驟:
[0018]SlO:采集每個所述調(diào)節(jié)單元的數(shù)據(jù):每個所述單元處理器采集各所述開關(guān)狀態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，所述輸出電壓傳感器和所述輸出電流傳感器的數(shù)據(jù)；并將采集的數(shù)值傳輸給所述中央處理器；
[0019]S20:運算處理:所述中央處理器根據(jù)各個所述單元處理器傳輸過來的電流數(shù)據(jù)計算出三相平均負(fù)載電流值PI，PI = (IA+IB+1/3 ；
[0020]S30:判斷比較:將平均負(fù)載電流值PI分別與三相負(fù)載電流值IA、IB和IC進(jìn)行比較；并計算出各相差值=P1-1A = PA、P1-1B = PB,P1-1C = PC ;如果PA,PB或PC是為正值，則說明該相負(fù)載偏大；如果PA、PB或PC為負(fù)值，則說明該相負(fù)載偏??；
[0021]S40:計算匹配:為PA、PB或PC中的負(fù)值項計算所有能夠等于正值的可能組合，采用輪詢檢測匹配；首先匹配與負(fù)值項相差在3%以內(nèi)的單個負(fù)載項，如果沒有再計算兩個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3%以內(nèi)的可能組合，接著計算三個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3 %以內(nèi)的可能組合，在所有組合匹配完成后，輪詢計算正值減每個組合相，將結(jié)果最小的5個組合留存，其余的刪除；
[0022]S50:顯示處理結(jié)果:中央處理器將剩余的5個組合顯示在觸摸屏上，由用戶選擇并進(jìn)行手動確認(rèn)；
[0023]S60:執(zhí)行切換:根據(jù)用戶確認(rèn)的組合模式，首先需要調(diào)整的所述調(diào)節(jié)單元的正值項負(fù)載的繼電器斷開，然后將該所述調(diào)節(jié)單元的負(fù)值項的繼電器接通，完成負(fù)載的相間切換；
[0024]S70:檢測零線電流:執(zhí)行切換完成后，中央處理器采集零線電流傳感器的數(shù)值，若采集到的零線電流的數(shù)值不小于1，重復(fù)步驟SlO和S20，判斷PA、PB和PC的數(shù)值是否小于3%，若小于3%則退出調(diào)節(jié)程序；若仍大于3 %，則重復(fù)步驟SlO至S70。
[0025]本發(fā)明的第三目的在于提供一種模塊化配電柜，該配電柜設(shè)有上述三相平衡供電系統(tǒng)，使本發(fā)明具有保持三相平衡的功能；同時本發(fā)明模塊化配置，使用戶能夠根據(jù)實際需要定制模塊，便于擴(kuò)容，也節(jié)省了成本。
[0026]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種模塊化配電柜，包括標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)柜，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有上述的三相平衡供電系統(tǒng)，所述三相平衡供電系統(tǒng)中的若干所述調(diào)節(jié)單元組成一個集成模組；所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有若干個所述集成模組。
[0027]優(yōu)選方式為，四個所述調(diào)節(jié)單元組成一個所述集成模組，每個所述集成模組均設(shè)有一個用于自動脫離所述機(jī)柜的故障脫扣器，所述故障脫扣器與所述單元處理器電連接。
[0028]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明的模塊化三相平衡配電柜包括機(jī)柜，因機(jī)柜內(nèi)設(shè)有若干模塊化配置的集成模組，使本發(fā)明的配電柜能夠根據(jù)用戶的實際需要進(jìn)行定制模塊，從而節(jié)省了成本，也使本發(fā)明容易擴(kuò)容。同時本配電柜的集成模組包括三相平衡供電系統(tǒng)，使配電柜具有三相自動平衡的功能，其運行時電網(wǎng)的損耗低，運行安全系數(shù)高，節(jié)能效果顯著。因此本發(fā)明同時具備模塊化配置、三項自動平衡，輸出端預(yù)端接，可以不停電擴(kuò)容及維護(hù)等功能。
[0029]由于每四個所述調(diào)節(jié)單元組成一個所述集成模組，每個所述集成模組均設(shè)有一個用于自動脫離所述機(jī)柜的故障脫扣器，所述故障脫扣器與所述單元處理器電連接，該結(jié)構(gòu)避免了大量的壓接工作量，后期可以非常簡單的進(jìn)行調(diào)整和更換，大大降低了人為出現(xiàn)風(fēng)險的可能性；該結(jié)構(gòu)還能使調(diào)節(jié)單元發(fā)生故障而導(dǎo)致溫度過高時，通過溫度傳感器反應(yīng)給中央處理器，從而提高了安全系數(shù)；同時結(jié)構(gòu)使某個調(diào)節(jié)單元出現(xiàn)故障時，能夠自動脫離機(jī)柜，從而避免了故障的繼續(xù)擴(kuò)大化。
[0030]綜上所述，本發(fā)明三相平衡供電系統(tǒng)及方法及設(shè)有該系統(tǒng)的模塊化配電柜解決了現(xiàn)有技術(shù)中供電系統(tǒng)三相不平衡及難以擴(kuò)容等技術(shù)問題，本發(fā)明夠保持系統(tǒng)始終在三相平衡狀態(tài)下運行，從而提高了系統(tǒng)運行的安全系數(shù)，降低了電網(wǎng)線路的損耗；同時具備模塊化配置、三項自動平衡，輸出端預(yù)端接，可以不停電擴(kuò)容及維護(hù)等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的設(shè)有三相平衡供電系統(tǒng)的模塊化配電柜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是實施例一的三相平衡供電系統(tǒng)的原理框圖；
[0033]圖3是實施例二的三相平衡供電系統(tǒng)的原理框圖；
[0034]圖4是本發(fā)明的三相平衡供電系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元的原理框圖；
[0035]圖5是本發(fā)明的三相平衡供電系統(tǒng)的三相平衡方法的流程圖；
[0036]圖中:1一機(jī)柜、2—觸摸屏、3—集成模組。

【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(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施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]實施例一:
[0039]如圖2所示，一種三相平衡供電系統(tǒng)，包括與市電電連接的斷路器，ATS切換開關(guān)、零線電流傳感器、中央處理器、觸摸屏2和調(diào)節(jié)單元；其中ATS切換開關(guān)的輸入端與斷路器連接，ATS切換開關(guān)的輸入端還通過一 UPS斷路器連接有備用電源。
[0040]如圖2和圖4共同所示，ATS切換開關(guān)的輸出端電連接有多個用于調(diào)節(jié)三相負(fù)載平衡的調(diào)節(jié)單元，每個調(diào)節(jié)單元均包括:
[0041]設(shè)在三相電源A相上的A相切換器、設(shè)在三相電源B相上的B相切換器和設(shè)在三相電源C相上的C相切換器。
[0042]其中A相切換器包括A相繼電器和A相開關(guān)狀態(tài)傳感器，A相繼電器與單元處理器電連接，即被單元處理器控制通斷；A相開關(guān)狀態(tài)傳感器與單元處理器電連接，即被單元處理器采集對應(yīng)著A相繼電器通斷的狀態(tài)值。
[0043]其中B相切換器包括B相繼電器和B相開關(guān)狀態(tài)傳感器，B相繼電器與單元處理器電連接，即被單元處理器控制通斷；B相開關(guān)狀態(tài)傳感器與單元處理器電連接，即被單元處理器采集對應(yīng)著B相繼電器通斷的狀態(tài)值。
[0044]其中C相切換器包括C相繼電器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器，C相繼電器與單元處理器電連接，即被單元處理器控制通斷；c相開關(guān)狀態(tài)傳感器與單元處理器電連接，即被單元處理器采集對應(yīng)著C相繼電器通斷的狀態(tài)值.
[0045]上述A相切換器、B相切換器和C相切換器共同與輸出電壓傳感器、輸出電流傳感器和輸出斷路器連接；其中輸出電壓傳感器和輸出電流傳感器均與單元處理器電連接，即將檢測到的本調(diào)節(jié)單元的輸出電壓和輸出電流上傳給單元處理器；其中輸出斷路器還設(shè)有一個輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器，該輸出斷路器和輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器均與單兀處理器電連接。
[0046]本實施例的每個調(diào)節(jié)單元均設(shè)有一個單元處理器，并且單元處理器均選用單片機(jī)處理器。
[0047]如圖2和圖4共同所示，本實施的零線電流傳感器設(shè)在總電源的零線上采集零序電流，并將零序電流傳輸給與其電連接的中央處理器電連接。
[0048]如圖2和圖4共同所示，本實施例的中央處理器與每個調(diào)節(jié)單元的單元處理器電連接，并且中央處理器和調(diào)節(jié)單元通過RS485或者CAN總線等通訊協(xié)議進(jìn)行通信。該中央處理器根據(jù)零線電流傳感器采集到的零序電流值、單元處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)計算三相負(fù)載是否平衡。若三相負(fù)載不平衡，中央處理器運算匹配出最優(yōu)的負(fù)載切換方案，并將負(fù)載切換方案顯示在與中央處理器電連接的觸摸屏2上，由用戶確認(rèn)負(fù)載切換方案。該觸摸屏2用于實現(xiàn)人機(jī)對話，該可以通過短信、電話、網(wǎng)絡(luò)等形式通知用戶。
[0049]如圖4所示，本實施例的三相供電系統(tǒng)的每個調(diào)節(jié)單元還包括一個溫度傳感器，該溫度傳感器與單元處理器電連接。該溫度傳感器與單元處理器電連接；該溫度傳感器用于檢測該調(diào)節(jié)單元的溫度，來避免一些危險。
[0050]如圖2、圖4和圖5所示，本實施例的三相平衡供電系統(tǒng)在使用時，初始狀態(tài)下，模塊默認(rèn)工作在A相、B相和C相三項中的指定相，具體為:第一調(diào)節(jié)單元的A相繼電器閉合狀態(tài)，A相為默認(rèn)相；第二調(diào)節(jié)單元的B相繼電器閉合狀態(tài)，B相為默認(rèn)相；第三調(diào)節(jié)單元的C相繼電器閉合狀態(tài)，C相為默認(rèn)相；第四調(diào)節(jié)單元的A相繼電器閉合狀態(tài)，即A相為默認(rèn)相。
[0051]實施例二:
[0052]本實施例與實施例一基本相同，不同之處在于:
[0053]如圖3和圖4所示，本實施例的三相平衡供電系統(tǒng)的四個調(diào)節(jié)單元共用一個單元處理器。
[0054]例如:第一調(diào)節(jié)單元的A相繼電器和A相開關(guān)狀態(tài)傳感器、B相繼電器和B相開關(guān)狀態(tài)傳感器、C相繼電器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器以及輸出斷路器和輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器；第二調(diào)節(jié)單元的A相繼電器和A相開關(guān)狀態(tài)傳感器、B相繼電器和B相開關(guān)狀態(tài)傳感器、C相繼電器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器以及輸出斷路器和輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器；第三調(diào)節(jié)單元的A相繼電器和A相開關(guān)狀態(tài)傳感器、B相繼電器和B相開關(guān)狀態(tài)傳感器、C相繼電器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器以及輸出斷路器和輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器；第四調(diào)節(jié)單元的A相繼電器和A相開關(guān)狀態(tài)傳感器、B相繼電器和B相開關(guān)狀態(tài)傳感器、C相繼電器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器以及輸出斷路器和輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器均與一個單元處理器電連接。因本實施例的四個調(diào)節(jié)單元共用一個單元處理器，從而節(jié)省了成本。
[0055]上述實施例的三相平衡供電系統(tǒng)進(jìn)行三相平衡的調(diào)節(jié)方法，如圖5所示，包括以下步驟:
[0056]SlO:采集每個調(diào)節(jié)單元的數(shù)據(jù):每個單元處理器均采集A相開關(guān)狀態(tài)傳感器、B相開關(guān)狀態(tài)傳感器和C相開關(guān)狀態(tài)傳感器、輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，也米集輸出電壓傳感器和輸出電流傳感器的數(shù)據(jù)；并將采集的數(shù)值傳輸給中央處理器；本發(fā)明的的每個調(diào)節(jié)單元將其采集的各個數(shù)值與其對應(yīng)的調(diào)節(jié)單元編碼，一起傳給中央處理器；中央處理器接收到數(shù)值后，根據(jù)不同的調(diào)節(jié)單元編碼記憶或處理數(shù)據(jù)。
[0057]S20:運算處理:中央處理器根據(jù)各個單元處理器傳輸過來的電流數(shù)據(jù)計算出三相平均負(fù)載電流值PI，PI = (IA+IB+IC)/3。
[0058]S30:判斷比較:將平均負(fù)載電流值PI分別與三相負(fù)載電流值IA、IB和IC進(jìn)行比較；并計算出各相差值=P1-1A = PA、P1-1B = PB,P1-1C = PC ;如果PA,PB或PC是為正值，則說明該相負(fù)載偏大；如果PA、PB或PC為負(fù)值，則說明該相負(fù)載偏??；具體為:即ΡΑ>0，該A相需要減少負(fù)載；ΡΒ>0，該B相需要減少負(fù)載；PC>0，該C相需要減少負(fù)載；如果為負(fù)值表明為調(diào)加相:即ΡΑ〈0，該A相需要增加負(fù)載；ΡΒ〈0，該B相需要增加負(fù)載；PC〈0，該C相需要增加負(fù)載。
[0059]S40:計算匹配:為PA、PB或PC中的負(fù)值項計算所有能夠等于正值的可能組合，采用輪詢檢測匹配；首先匹配與負(fù)值項相差在3%以內(nèi)的單個負(fù)載項，如果沒有再計算兩個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3%以內(nèi)的可能組合，接著計算三個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3 %以內(nèi)的可能組合，在所有組合匹配完成后，輪詢計算正值減每個組合相，將結(jié)果最小的5個組合留存，其余的刪除。
[0060]S50:顯示處理結(jié)果:中央處理器將剩余的5個組合顯示在觸摸屏上，由用戶選擇并進(jìn)行手動確認(rèn)；本實施例的用戶選擇調(diào)整方式為:將某個調(diào)節(jié)單元的A相的負(fù)載切換到C相，即ΡΑ>0，該A相需要減少負(fù)載；PC〈0，該C相需要增加負(fù)載。
[0061]S60:執(zhí)行切換:根據(jù)用戶確認(rèn)的組合模式，首先需要調(diào)整的調(diào)節(jié)單元的正值項負(fù)載的繼電器斷開，然后將該調(diào)節(jié)單元的負(fù)值項的繼電器接通，完成負(fù)載的相間切換。例如:第一調(diào)節(jié)單元的A相繼電器處于閉合狀態(tài)(B相繼電器和C相繼器狀態(tài)均處于斷開狀態(tài))，即三相電源A相給負(fù)載供電。第二調(diào)節(jié)單元的B相繼電器處于閉合狀態(tài)(A相繼電器和C相繼器狀態(tài)均處于斷開狀態(tài))，即三相電源B相給負(fù)載供電。第三調(diào)節(jié)單元的C相繼電器處于閉合狀態(tài)(A相繼電器和B相繼器狀態(tài)均處于斷開狀態(tài))，即三相電源C相給負(fù)載供電。第四調(diào)節(jié)單元的A相繼電器處于閉合狀態(tài)(B相繼電器和C相繼器狀態(tài)均處于斷開狀態(tài))，即三相電源A相給負(fù)載供電……中央處理器將用戶從觸摸屏確認(rèn)的負(fù)載切換方案一第一調(diào)節(jié)單元的三相電源的A相的負(fù)載切到C相一轉(zhuǎn)換成指令，并傳給單元處理器。單元處理器根據(jù)指令執(zhí)行。具體為:給第一調(diào)節(jié)單元A相繼電器斷開的電信號，然后檢測A相開關(guān)狀態(tài)傳感器的狀態(tài)值，當(dāng)檢測到A相繼電器斷開對應(yīng)的狀態(tài)值后；單元處理器再給第一調(diào)節(jié)單元的C相繼電器閉合的電信號，然后再檢測C相開關(guān)狀態(tài)傳感器的狀態(tài)值，當(dāng)檢測到對應(yīng)著C相繼電器閉合的狀態(tài)值后，得知第一調(diào)節(jié)單元完成了負(fù)載的相間切換，整個切換時間在1ms之內(nèi)，因此不會影響供電系統(tǒng)負(fù)載正常運行。
[0062]S70:檢測零線電流:執(zhí)行切換完成后，中央處理器采集零線電流傳感器的數(shù)值，若采集到的零線電流的數(shù)值不小于I，重復(fù)步驟SlO和S20，判斷PA、PB和PC的數(shù)值是否小于3%，若小于3%則退出調(diào)節(jié)程序；若仍大于3 %，則重復(fù)步驟SlO至S70。
[0063]由上述可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0064]①、能夠自動平衡三相負(fù)載平衡，因此本發(fā)明能夠減少因三相不平衡而引起的線路電能損耗和配電變壓器的電能損耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)電的目的。
[0065]②、能夠降低，因三相負(fù)載不平衡引起的線路負(fù)載過大，造成的配變發(fā)熱等情況，從而提高了配電系統(tǒng)的安全性。
[0066]③、能夠提高電動機(jī)的效率，提升了電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
[0067]④、能夠凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的安全性，節(jié)省電力，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0068]實施例三:
[0069]如圖1所示，一種設(shè)有三相平衡供電系統(tǒng)的模塊化配電柜，包括標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)柜1，該機(jī)柜I內(nèi)設(shè)有三相平衡供電系統(tǒng)中的四個調(diào)節(jié)單元組成一個集成模組3 ;該機(jī)柜I內(nèi)設(shè)有多個集成模組3。
[0070]本實施例的一個集成模組3由四個調(diào)節(jié)單元制成。同時每個調(diào)節(jié)單元均設(shè)有一個用于自動脫離機(jī)柜I的故障脫扣器，該故障脫扣器與單元處理器電連接。
[0071]本實施例每相負(fù)載輸出端均通過插接式電源連接器與負(fù)載電連接，其中插接式電源連接器選用航空式對接插頭。
[0072]如圖1所示，本實施的每個調(diào)節(jié)單元包括6路或9路負(fù)載輸出，四個調(diào)節(jié)單元組成一個集成模組3，該集成模組3為模塊化配置，因此每個集成模組3獨立于其他集成模組3運行。當(dāng)一個集成模組3出現(xiàn)故障或損壞時，不影響其他集成模組3的正常運行。因此本實施的配電柜可以方便的進(jìn)行擴(kuò)容和維修更換。本實施例的故障脫扣器使每個集成模組3均具有自動彈出功能，當(dāng)集成模組3出現(xiàn)故障時，故障脫扣器從單元處理器獲得信號后，將集成模組3從機(jī)柜I自動彈出，使其自動脫離機(jī)柜1，從而避免了故障繼續(xù)擴(kuò)大，因此本發(fā)明的配電柜能夠安全可靠的運行。
[0073]當(dāng)本發(fā)明的配電柜的某個集成模組3的溫度過高時，單元處理器采集到該溫度值后，可控制集成模組3的故障脫扣器動作，使其彈出機(jī)柜I ;或者使本集成模組3的與市電電連接的斷路器動作，從而提高了本發(fā)明的安全系數(shù)。
[0074]另外本實施例的三相平衡供電系統(tǒng)也能夠按照如圖5所示的流程進(jìn)行三相平衡調(diào)整，因此本發(fā)明的配電柜能夠減少因三相不平衡而引起的線路電能損耗和配電變壓器的電能損耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)電的目的。本發(fā)明的配電柜能夠降低，因三相負(fù)載不平衡引起的線路負(fù)載過大，造成的配變發(fā)熱等情況，從而提高了配電系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明的配電柜能夠提高電動機(jī)的效率，提升了電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。本發(fā)明的配電柜能夠凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的安全性，節(jié)省電力，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0075]本發(fā)明的配電柜能夠配備隔離變壓器模塊、UPS模塊、計量收費模塊、精密空調(diào)模塊等附屬功能模塊，為配電系統(tǒng)更為安全的保護(hù)。
[0076]由四個調(diào)節(jié)單元組成一個集成模組3為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，實際應(yīng)用中技術(shù)人員可以根據(jù)配電柜的結(jié)構(gòu)及供電需要進(jìn)行隨意組合。
[0077]以上所述本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同一種模塊化三相平衡配電柜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.三相平衡供電系統(tǒng)，包括與市電電連接的市電斷路器，其特征在于，還包括: ATS切換開關(guān)，所述ATS切換開關(guān)的輸入端電連接所述市電斷路器，所述ATS切換開關(guān)的輸出端電連接有若干用于調(diào)節(jié)三相負(fù)載平衡的調(diào)節(jié)單元； 所述調(diào)節(jié)單元，每個所述調(diào)節(jié)單元均包括: 分別與三相電源連接的A相切換器、B相切換器和C相切換器，各相所述切換器均包括一個切換繼電器和一個用于檢測所述切換繼電器狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)傳感器； 輸出斷路器，所述輸出斷路器的輸入端同時電連接三個所述切換繼電器，所述輸出斷路器的輸出端電連接負(fù)載；所述輸出斷路器還電連接有一用于檢測其狀態(tài)的輸出開關(guān)狀態(tài)傳感器； 輸出電壓傳感器和輸出電流傳感器，分別用于檢測該所述調(diào)節(jié)單元的輸出電壓和輸出電流； 單元處理器，所述單元處理器用于采集所述輸出電壓傳感器、所述輸出電流傳感器和各所述開關(guān)狀態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給中央處理器；還根據(jù)所述中央處理器發(fā)出的調(diào)節(jié)指令控制所述輸出斷路器和各所述切換繼電器通斷； 零線電流傳感器，用于檢測所述供電系統(tǒng)的總電源零序電流，所述零線電流傳感器與所述中央處理器電連接； 中央處理器，用于根據(jù)所述零線電流傳感器采集到的所述零序電流值及所述單元處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)計算三相負(fù)載是否平衡，并根據(jù)計算的結(jié)果向所述單元處理器發(fā)出所述調(diào)節(jié)指令； 觸摸屏，用于實現(xiàn)人機(jī)對話。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，每一個所述調(diào)節(jié)單元都設(shè)有一個所述單元處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，四個所述調(diào)節(jié)單元共用一個所述單元處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，每個所述調(diào)節(jié)單元還包括一個溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述單元處理器電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，所述市電斷路器與所述ATS切換開關(guān)之間連接有避雷器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理器與每個所述單元處理器均通過RS485或者CAN總線通訊協(xié)議進(jìn)行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三相平衡供電系統(tǒng)，其特征在于，所述ATS切換開關(guān)的輸入端還通過一 UPS斷路器連接有備用電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相平衡供電系統(tǒng)的三相平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟: SlO:采集每個所述調(diào)節(jié)單元的數(shù)據(jù):每個所述單元處理器采集各所述開關(guān)狀態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，所述輸出電壓傳感器和所述輸出電流傳感器的數(shù)據(jù)；并將采集的數(shù)值傳輸給所述中央處理器； S20:運算處理:所述中央處理器根據(jù)各個所述單元處理器傳輸過來的電流數(shù)據(jù)計算出三相平均負(fù)載電流值PI，PI = (IA+IB+1/3 ； S30:判斷比較:將平均負(fù)載電流值PI分別與三相負(fù)載電流值IA、IB和IC進(jìn)行比較；并計算出各相差值=P1-1A = PA、P1-1B = PB、P1-1C = PC ;如果PA、PB或PC是為正值，則說明該相負(fù)載偏大；如果PA、PB或PC為負(fù)值，則說明該相負(fù)載偏??； S40:計算匹配:為PA、PB或PC中的負(fù)值項計算所有能夠等于正值的可能組合，采用輪詢檢測匹配；首先匹配與負(fù)值項相差在3%以內(nèi)的單個負(fù)載項，如果沒有再計算兩個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3 %以內(nèi)的可能組合，接著計算三個負(fù)載項相加后與負(fù)值項相差在3 %以內(nèi)的可能組合，在所有組合匹配完成后，輪詢計算正值減每個組合相，將結(jié)果最小的5個組合留存，其余的刪除； S50:顯示處理結(jié)果:中央處理器將剩余的5個組合顯示在觸摸屏上，由用戶選擇并進(jìn)行手動確認(rèn)； S60:執(zhí)行切換:根據(jù)用戶確認(rèn)的組合模式，首先需要調(diào)整的所述調(diào)節(jié)單元的正值項負(fù)載的繼電器斷開，然后將該所述調(diào)節(jié)單元的負(fù)值項的繼電器接通，完成負(fù)載的相間切換；S70:檢測零線電流:執(zhí)行切換完成后，中央處理器采集零線電流傳感器的數(shù)值，若采集到的零線電流的數(shù)值不小于I，重復(fù)步驟SlO和S20，判斷PA、PB和PC的數(shù)值是否小于3%，若小于3%則退出調(diào)節(jié)程序；若仍大于3 %，則重復(fù)步驟SlO至S70。
9.模塊化配電柜，包括標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)柜，其特征在于，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有權(quán)利要求1至7所述的三相平衡供電系統(tǒng)，所述三相平衡供電系統(tǒng)中的若干所述調(diào)節(jié)單元組成一個集成模組；所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有若干個所述集成模組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化配電柜，其特征在于，四個所述調(diào)節(jié)單元組成一個所述集成模組，每個所述集成模組均設(shè)有一個用于自動脫離所述機(jī)柜的故障脫扣器，所述故障脫扣器與所述單元處理器電連接。
【文檔編號】H02J3/26GK104362654SQ201410736623
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】任軍亮, 王軍義 申請人:任軍亮