[发明专利]一种三相不平衡负荷自动调补的实验装置及其控制方法

权利要求书

1.一种三相不平衡负荷自动调补的实验装置，其特征在于，包括自动调补装置部分、负载模拟部分和检测、显示与控制部分，所述自动调补装置部分包括电力电容器和智能编组负荷开关；所述负载模拟部分包括组分相同的A相、B相、C相，开关电源，模拟量输出模块和继电器输出模块，ABC三相中，每相包括阻抗固定的单相非线性电抗器、单相阻抗可调的磁控电抗器、单相电容器、单相电阻、单相交流接触器、反并联晶闸管和中间继电器，上述A相、B相、C相模拟负载通过塑壳断路器接入电网；所述检测、显示与控制部分包括电流互感器、塑壳断路器、三相数显电流表、三相电力监测仪表、协议转换模块、485总线、以太网网线和上位机；

电路连接为：所述负载模拟部分与电网连接，自动调补装置部分与电网连接，且与负载模拟部分并联，且位于负载模拟部分前面，检测、显示与控制部分的三相数显电流表与负载模拟侧电网电流互感器连接，检测、显示与控制部分的三相电力监测仪表与自动调补装置部分接入点电网连接。

2.如权利要求1所述的三相不平衡负荷自动调补的实验装置，其特征在于，所述A相、B相和C相模拟负载采用三相四线制星形连接，且每相由四个支路并联组成，电路连接为：C相：单相阻抗可调的磁控电抗器一端和单相交流接触器连接，单相交流接触器的另一端连接反并联晶闸管的一端，反并联晶闸管的另一端连接中间继电器触点一端；阻抗固定的单相非线性电抗器一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器另一端和中间继电器触点一端连接；单相电容器一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器的另一端和中间继电器触点一端连接；单相电阻一端连接到单相交流接触器一端，单相交流接触器的另一端和中间继电器触点一端连接；单相阻抗可调的磁控电抗器的另一端和阻抗固定的单相非线性电抗器的另一端，单相电容器的另一端以及单相电阻的另一端连接在一起；中间继电器触点的另一端连接在一起且和中性线连接；所述A相、B相电路连接和C相完全相同，最后A相、B相和C相组成星形连接通过塑壳断路器接至电网。

3.如权利要求1所述的三相不平衡负荷自动调补的实验装置，其特征在于，所述检测、显示与控制部分，上位机采用以太网通讯方式由以太网网线连接至协议转换模块的以太网接口，协议转换模块再通过485总线分别连接到三相电力监测仪表、三相数显电流表和负载模拟部分的模拟量输出模块、继电器输出模块的485通讯接线端子；三相电力监测仪表的输入端和塑壳断路器以及电流互感器的输出端连接，塑壳断路器以及电流互感器的输入端连接到电网；三相数显电流表的输入端和电流互感器的输出端连接，电流互感器的输入端和电网连接；负载模拟部分的模拟量输出模块的输出端连接到A相、B相和C相的反并联晶闸管的控制端，负载模拟部分的继电器输出模块连接到A相、B相和C相的各个支路的中间继电器的线圈上；负载模拟部分的开关电源的输入端由微型断路器接到电网，其输出端连接到模拟量输出模块和继电器输出模块的电源接线端。

4.如权利要求1所述的三相不平衡负荷自动调补的实验装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：开始；

步骤2：检查通讯是否正常，正常则执行步骤3，否则继续等待；

步骤3：通过三相电力监测仪表和三相数显电流表实时采集补偿接入点和和负荷端的三相相电压和三相线电流；

步骤4：将采集到的三相相电压和三相线电流参数通过485转以太网模块传送到上位机；

步骤5：在上位机执行“参数计算子流程”，此处参数计算指利用已测三相相电压和三相线电流瞬时值，计算出三相相电压有效值，各相有功功率，无功功率，视在功率，功率因数，总有功功率，总无功功率，总视在功率，总功率因数，三相电压不平衡度，谐波失真度；

步骤6：将数据存入数据库，此处数据包括步骤5所计算的各参数，还有一定时间段内各相电压、电流瞬时值，用于谐波分析和效能评估；

步骤7：通过上位机选择需要模拟的实际负荷类型；

步骤8：根据步骤7的选择结果执行“负载模拟控制流程”，运行负载模拟算法；

步骤9：判断上位机是否有新的模拟负荷选择输入，若有，则跳转到步骤8，否则执行步骤10；

步骤10：结束。