本實用新型涉及一種混合型三相負荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，應(yīng)用于電網(wǎng)供配電自動調(diào)節(jié)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國農(nóng)網(wǎng)和城網(wǎng)供電臺區(qū)，多以三相四線進行供電，而負荷主要為單相照明、空調(diào)為主。三相負荷不平衡現(xiàn)象比較嚴重，會對變壓器長期穩(wěn)定運行存在較大隱患。

1、三相負荷不平衡可能造成燒毀變壓器的嚴重后果：

不平衡時重負荷相電流過大，超載過多，可能造成繞組和變壓器油的過熱。繞組過熱，絕緣老化加快;變壓器油過熱，引起油質(zhì)劣化，迅速降低變壓器的絕緣性能，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。

2、三相負荷不平衡運行會造成變壓器零序電流過大，局部金屬件溫升增高：

在三相負荷不平衡運行下的變壓器，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，嚴重時將導(dǎo)致變壓器運行事故。

針對上述情況，為了治理三相負荷不平衡，往往在變壓器出口側(cè)或電纜分支箱側(cè)安裝三相負荷自動調(diào)節(jié)裝置。目前以兩種主流方案。

方案1：采用靜止無功發(fā)生器（SVG）的三相負荷調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)三相負荷自動調(diào)節(jié)。示意圖如圖1所示。

該方案是通過控制6個功率電力電子器件的導(dǎo)通與關(guān)斷時刻，實現(xiàn)電流的相間轉(zhuǎn)移。該方案具有響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)效果好，調(diào)節(jié)后的不平衡度在1%以下。但是該方案具有成本高，功率開關(guān)管在開關(guān)過程中自身功耗大。

方案2：通過控制相間跨界電容器，實現(xiàn)三相有功轉(zhuǎn)移。矢量圖如圖2所示。

在相線與相線之間跨接電容，具有在相線與相線之間轉(zhuǎn)移有功的能力。

相線與相線之間跨接電容，使有功轉(zhuǎn)移的矢量分析：

如圖所示：A、B相之間接入電容C。從A相看：U_c為電容電壓，由于電容中的電流超前于電容電壓90o。所以，電容電流I_c垂直于電容電壓 U_c，這時，在A相體現(xiàn)一個垂直且超前于A相電壓的容性無功電流分量+I_qc和與A相電壓方向相反的負有功電流分量-I_pc。從B相看：同理，電容電流I_c超前于電容電壓U_c 90o。這時，在B相體現(xiàn)一個垂直于B相電壓的容性無功電流分量+I_qc和與B相電壓方向相同的正有功電流分量+I_pc。由此看出：通過在A、B相之間跨接電容C ，使A相的部分有功電流被轉(zhuǎn)移到B相。

其優(yōu)點是，成本低，自身功耗低。缺點是，響應(yīng)速度慢，轉(zhuǎn)移有功的同時，向電網(wǎng)注入無功，對于自然功率因數(shù)較高的場合，容易出現(xiàn)無功倒送。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服以上的技術(shù)不足，本實用新型提供一種混合型三相負荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置。

本實用新型提供一種混合型三相負荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，其包括用于采集與電網(wǎng)輸出端連接的A、B、C 三相負載端電流信號的電流互感器、靜止無功發(fā)生器、若干相間電容器以及電容控制器，所述電容控制器與靜止無功發(fā)生器分別與電流互感器連接，且所述電容控制器與若干相間電容器控制連接，所述相間電容器的補償電容采用跨相線連接，且所述補償電容為3個，且各個補償電容與相線之間串聯(lián)控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與電容控制器控制連接。

所述電流互感器為3個，分別與A、B、C相連接，且所述靜止無功發(fā)生器和電容控制器分別與電流互感器連接。

所述靜止無功發(fā)生器包括控制單元、用于驅(qū)動IGBT 導(dǎo)通/截止的IGBT 驅(qū)動電路以及IGBT逆變電路，所述控制單元與所述電流互感器連接。

在所述靜止無功發(fā)生器的接入的A、B、C相分別串聯(lián)電感。

在所述靜止無功發(fā)生器的接入的A、B、C相串聯(lián)主控開關(guān)。

任意一個所述相間電容器的接入端設(shè)有主開關(guān)。

所述補償電容跨接在任意兩相之間。

所述電容控制器包括接收電流互感器檢測的數(shù)據(jù)的接收單元、根據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)獲得投入補償電容的數(shù)量的主控單元以及將主控單元或的補償電容的數(shù)量發(fā)送到控制開關(guān)，并控制器閉合斷開的驅(qū)動單元。

本實用新型的有益效果：既有靜止無功發(fā)生器的響應(yīng)速度快，調(diào)節(jié)無極差的優(yōu)點，由于又兼?zhèn)湎嚅g跨電容方案的成本低，自身功耗低的優(yōu)點，滿足實際的需要。

附圖說明

圖1是采用靜止無功發(fā)生器（SVG）的三相負荷調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)三相負荷自動調(diào)節(jié)的示意圖。

圖2是通過控制相間跨界電容器，實現(xiàn)三相有功轉(zhuǎn)移的矢量圖。

圖3是本實用新型的原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步說明：

如圖所示，本實用新型提供一種混合型三相負荷不平衡自動調(diào)節(jié)裝置，其包括用于采集與電網(wǎng)輸出端連接的A、B、C 三相負載端電流信號的電流互感器、靜止無功發(fā)生器1、若干相間電容器3以及電容控制器2，所述電容控制器與靜止無功發(fā)生器分別與電流互感器連接，且所述電容控制器與若干相間電容器控制連接，所述相間電容器的補償電容采用跨相線連接，且所述補償電容為3個，且各個補償電容與相線之間串聯(lián)控制開關(guān)，所述控制開關(guān)與電容控制器控制連接。

所述電流互感器為3個，分別與A、B、C相連接，且所述靜止無功發(fā)生器和電容控制器分別與電流互感器連接。電容控制器和靜止無功發(fā)生器的電流端子串聯(lián)，由CTA\CTB\CTC電流互感器采集電流信號。

當(dāng)負荷出現(xiàn)不平衡時，靜止無功發(fā)生器響應(yīng)速度快，先進行補償（響應(yīng)時間為1ms之內(nèi)）；之后，電容控制器響應(yīng)（響應(yīng)時間為5~15s），相間電容器投入，此時靜止無功發(fā)生器立即調(diào)整輸出（理論上，減少輸出的容量與電容器投入后的容量相同）；此時，最終補償效果與單獨靜止無功發(fā)生器補償效果一樣，具有響應(yīng)速度快、補償效果好，但整體功耗低、制造成本低。

所述補償電容跨接在任意兩相之間，并串聯(lián)有控制開關(guān)，所述電容控制器包括接收電流互感器檢測的數(shù)據(jù)的接收單元、根據(jù)接收單元接收的數(shù)據(jù)獲得投入補償電容的數(shù)量的主控單元以及將主控單元或的補償電容的數(shù)量發(fā)送到控制開關(guān)，并控制器閉合斷開的驅(qū)動單元。

接收單元或的電流信號，并通過主控單元得出該投入的補償電容的數(shù)量以及位置，然后通過驅(qū)動單元將對應(yīng)的控制開關(guān)閉合，該驅(qū)動單元為通訊端口，采用RS485接線方式。

所述靜止無功發(fā)生器包括控制單元、用于驅(qū)動IGBT 導(dǎo)通/ 截止的IGBT 驅(qū)動電路以及IGBT逆變電路，所述控制單元與所述電流互感器連接。在所述靜止無功發(fā)生器的接入的A、B、C相分別串聯(lián)電感。在所述靜止無功發(fā)生器的接入的A、B、C相串聯(lián)主控開關(guān)。任意一個所述相間電容器的接入端設(shè)有主開關(guān)。

實施例不應(yīng)視為對本實用新型的限制，任何基于本實用新型的精神所作的改進，都應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。