三相換相開(kāi)關(guān)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種三相換相開(kāi)關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)目前在運(yùn)變壓器的總?cè)萘考s為3.5X109kVA,由于變壓器的總臺(tái)數(shù)多且容量大，因此電能損耗巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅配電變壓器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)配變)的電能損耗每年就約為30?50TWh，約占總發(fā)電量的2?3%。目前在電網(wǎng)上運(yùn)行服役超過(guò)20年的低效率配變?nèi)萘考s為2.4X10\VA，由于這些配變參數(shù)老化、損耗高、缺陷多，運(yùn)行可靠性差，威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行。因此配變改造任務(wù)和節(jié)能潛力巨大。其中，尤以三相負(fù)荷不平衡造成的損耗最為突出。
[0003]在電力行業(yè)中，通常對(duì)于調(diào)節(jié)三相負(fù)荷不平衡的做法是工作人員在現(xiàn)場(chǎng)用測(cè)量?jī)x表測(cè)量各項(xiàng)電壓、電流，如發(fā)現(xiàn)三相供電負(fù)荷不均衡，則需要拉閘斷電當(dāng)前供電，進(jìn)行人工手動(dòng)切換供電相，然后再合閘恢復(fù)供電。因此這樣無(wú)疑會(huì)影響用戶用電，給用戶造成不必要的麻煩，同時(shí)也會(huì)降低供電企業(yè)的生產(chǎn)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問(wèn)題是:提供一種三相換相開(kāi)關(guān)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中為調(diào)節(jié)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，切換供電相時(shí)需拉閘停電而帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種三相換相開(kāi)關(guān)裝置，該三相換相開(kāi)關(guān)裝置包括:
[0006]采集單元，與配電變壓器出口處的輸電線電連接，用于采集輸電線中交流電的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0007]處理單元，該處理單元與采集單元電連接，用于分析采集單元的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)獲得三相電流的不平衡度值，判斷所述不平衡度值是否達(dá)到閾值條件，決定是否對(duì)換相開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，并發(fā)出換相指令；
[0008]換相開(kāi)關(guān)，與負(fù)荷集中處的輸電線電連接，用于接收換相指令，切換輸電線中交流電的相位。
[0009]本發(fā)明還提供一種三相換相方法，三相換相方法包括:
[0010]采集輸電線中的交流電的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0011]分析采集單元的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)獲得三相電流的不平衡度值，判斷所述不平衡度值是否達(dá)到閾值條件，決定是否對(duì)換相開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，并發(fā)出換相指令；
[0012]接收換相指令，切換輸電線中交流電的相位。
[0013]通過(guò)本發(fā)明能夠?qū)θ嘟涣麟妼?shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集每相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、相序，并定時(shí)向后臺(tái)上報(bào)。當(dāng)發(fā)生三相電供電負(fù)荷不平衡時(shí)能夠根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)切換相位或立即主動(dòng)上報(bào)后臺(tái)并執(zhí)行后臺(tái)切換命令，現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程對(duì)三相交流電的相位進(jìn)行切換。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本地控制三相換相開(kāi)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為三相換相方法實(shí)施流程示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明三相換相開(kāi)關(guān)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4A和圖4B為二相換相開(kāi)關(guān)裝置的執(zhí)彳丁機(jī)構(gòu)不意圖；
[0018]圖5為遠(yuǎn)程控制三相換相開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。為此，本發(fā)明的實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種三相換相開(kāi)關(guān)裝置，可以供電力行業(yè)使用。
[0021]下面進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0022]圖1為本發(fā)明的本地控制三相換相開(kāi)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的三相換相開(kāi)關(guān)裝置包括:
[0023]采集單元101，與配電變壓器出口處的輸電線電連接，用于采集輸電線中交流電的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0024]處理單元102，所述處理單元102與所述采集單元101電連接，用于分析所述采集單元101的所述數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)獲得三相電流的不平衡度值，判斷所述不平衡度值是否達(dá)到閾值條件，判斷是否對(duì)換相開(kāi)關(guān)103進(jìn)行切換，并發(fā)出換相指令；
[0025]換相開(kāi)關(guān)103，與負(fù)荷集中處的輸電線電連接，用于接收換相指令，切換輸電線中交流電的相位。
[0026]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采集單元101還包括:
[0027]電壓互感器和電流互感器，其中電壓互感器和電流互感器分別測(cè)量輸電線的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)。
[0028]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采集單元101還包括:
[0029]通信模塊和服務(wù)器104，處理單元102通過(guò)通信模塊將采集的這些數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器104，并且接收并執(zhí)行服務(wù)器104的操作指令。
[0030]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，三相換相開(kāi)關(guān)裝置還包括:
[0031]模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器位于采集單元101和處理單元102之間，用于將電壓信號(hào)和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0032]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通信模塊與服務(wù)器104和換相開(kāi)關(guān)103之間的傳輸數(shù)據(jù)的方式包括有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0033]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，三相不平衡度為:
[0034]不平衡度=(最大值一最小值)+最大值X 100%，
[0035]其中，最大值和最小值為最大相電流值和最小相電流值，
[0036]或最大值和最小值為最大相電壓值和最小相電壓值。
[0037]通過(guò)本發(fā)明能夠?qū)θ嘟涣麟妼?shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集每相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、相序，并定時(shí)向后臺(tái)上報(bào)。當(dāng)發(fā)生三相電供電負(fù)荷不平衡時(shí)，處理單元能夠根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)切換相位或立即上報(bào)后臺(tái)服務(wù)器并執(zhí)行后臺(tái)切換命令，發(fā)生相間負(fù)荷不平衡情況后，在現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程對(duì)三相交流電的相位進(jìn)行切換。
[0038]圖2為三相換相的方法實(shí)施流程示意圖，如圖所示，三相換相的方法具體如下步驟:
[0039]步驟201、采集輸電線中的交流電的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0040]步驟202、分析采集單元201的這些數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)獲得三相電流的不平衡度值，判斷所述不平衡度值是否達(dá)到閾值條件，決定是否對(duì)所述換相開(kāi)關(guān)203進(jìn)行切換，并發(fā)出換相指令；
[0041]步驟203、接收所述換相指令，切換輸電線中交流電的相位；
[0042]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，采集輸電線中的交流電的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)之后還包括:
[0043]將電壓信號(hào)和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)
[0044]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分析采集單元201的這些數(shù)據(jù)之后還包括:
[0045]將采集的這些數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器204，并且接收并執(zhí)行服務(wù)器204的操作指令。
[0046]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，不平衡度為:
[0047]不平衡度=(最大值一最小值)+最大值X 100%，
[0048]其中，最大值和最小值為最大相電流值和最小相電流值，
[0049]或最大值和最小值為最大相電壓值和最小相電壓值。
[0050]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，判斷是否對(duì)所述換相開(kāi)關(guān)203進(jìn)行切換具體包括:
[0051]若不平衡度達(dá)到閾值條件，則發(fā)出所述換相指令；
[0052]若不平衡度未達(dá)到閾值條件，則進(jìn)行下一個(gè)采集周期。
[0053]通過(guò)本發(fā)明能夠?qū)θ嘟涣麟妼?shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集三相交流電的每相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、相序，并且定時(shí)向后臺(tái)上報(bào)數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到發(fā)生三相電供電負(fù)荷不平衡時(shí)，能夠根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)切換相位或立即主動(dòng)上報(bào)后臺(tái)并執(zhí)行后臺(tái)切換命令，發(fā)生相間負(fù)荷不平衡情況后，現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程對(duì)三相交流電的相位進(jìn)行切換。
[0054]為便于理解，下面以三相換相方法及裝置在電力企業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]實(shí)施例1
[0056]圖3是為本發(fā)明三相換相開(kāi)關(guān)裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)結(jié)合圖1，分別在配電變壓器出口處的三相交流電的每一相接入電壓互感器和電流互感器，用以測(cè)量三相電壓。所有采集測(cè)量的數(shù)據(jù)均可以根據(jù)三相電壓、電流、相序等計(jì)算得出。電壓互感器和電流互感器分別在輸出端輸出一個(gè)毫安級(jí)微小電流信號(hào)。
[0057]電壓互感器和電流互感器的輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路連接，AD轉(zhuǎn)換電路的核心是一片多路采集的16位高精度AD采集芯片，三相電壓電流接入AD采集芯片的模擬量輸入端口，在一定時(shí)間內(nèi)把一個(gè)周期內(nèi)的各相電壓、電流完成一次采集，由于是交流信號(hào)，所以每一相的AD結(jié)果是由一組值組成的，因此AD芯片采集的是差分信號(hào)，并且保證三相的電壓、電流共6組信號(hào)同時(shí)采集完成。
[0058]在采集完成一個(gè)周期的三相電壓電流之后，通過(guò)處理單元102(CPU)計(jì)算出三相電壓電流值、有功功率、無(wú)功功率、電壓電流相序、功率因數(shù)等參數(shù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)獲得三相電流的不平衡度值，并據(jù)此判斷出每一相負(fù)載是否均衡、是否有異常事件發(fā)生。
[0059]具體來(lái)說(shuō)，處理單元102(CPU)依據(jù)獲得的每一相的電壓電流，以及電壓電流采集到的先后時(shí)間順序，測(cè)算出電壓與電流之間的相位差，再依據(jù)有功功率、無(wú)功功率、視在功率之間的換算關(guān)系:P = UXIXcos(j) ；Q = υΧΙΧ8?ηΦ ;S = UX I，分別計(jì)算出有功功率、無(wú)功功率、視在功率。并且根據(jù)無(wú)功為正表示是感性負(fù)載，無(wú)功為負(fù)表示為容性負(fù)載判斷無(wú)功功率的性質(zhì)。
[0060]而后，處理單元1