[发明专利]三相平衡供电系统及方法及设有该系统的模块化配电柜

权利要求书

1.三相平衡供电系统，包括与市电电连接的市电断路器，其特征在于，还包括：

触摸屏，用于实现人机对话；

中央处理器，所述触摸屏与所述中央处理器电连接；

零线电流传感器，用于检测所述供电系统的总电源零序电流，所述零线电流传感器与所述中央处理器电连接；

ATS切换开关，所述ATS切换开关的输入端电连接所述市电断路器；

若干用于调节三相负载平衡的调节单元，每个所述调节单元均与所述ATS切换开关的输出端电连接，每个所述调节单元均包括：

分别与三相电源连接的A相切换器、B相切换器和C相切换器，各相所述切换器均包括一个切换继电器和一个用于检测所述切换继电器状态的开关状态传感器；

输出断路器，所述输出断路器的输入端同时电连接三个所述切换继电器，所述输出断路器的输出端电连接负载；所述输出断路器还电连接有一用于检测其状态的输出开关状态传感器；

输出电压传感器和输出电流传感器，分别用于检测该所述调节单元的输出电压和输出电流；

单元处理器，所述单元处理器与所述中央处理器电连接，所述单元处理器用于采集所述输出电压传感器、所述输出电流传感器和各所述开关状态传感器的数据，并将采集到的数据传输给所述中央处理器；还根据所述中央处理器发出的调节指令控制所述输出断路器和各所述切换继电器通断；

所述中央处理器用于根据所述零线电流传感器采集到的所述零序电流值及所述单元处理器传输过来的数据计算三相负载是否平衡，并根据计算的结果向所述单元处理器发出所述调节指令。

2.根据权利要求1所述的三相平衡供电系统，其特征在于，每一个所述调节单元都设有一个所述单元处理器。

3.根据权利要求1所述的三相平衡供电系统，其特征在于，四个所述调节单元共用一个所述单元处理器。

4.根据权利要求2或3所述的三相平衡供电系统，其特征在于，每个所述调节单元还包括一个温度传感器，所述温度传感器与所述单元处理器电连接。

5.根据权利要求4所述的三相平衡供电系统，其特征在于，所述市电断路器与所述ATS切换开关之间连接有避雷器。

6.根据权利要求5所述的三相平衡供电系统，其特征在于，所述中央处理器与每个所述单元处理器均通过RS485或者CAN总线通讯协议进行通信。

7.根据权利要求6所述的三相平衡供电系统，其特征在于，所述ATS切换开关的输入端还通过一UPS断路器连接有备用电源。

8.根据权利要求1所述的三相平衡供电系统的三相平衡调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：采集每个所述调节单元的数据：每个所述单元处理器采集各所述开关状态传感器的数据，所述输出电压传感器和所述输出电流传感器的数据；并将采集的数值传输给所述中央处理器；

S20：运算处理：所述中央处理器根据各个所述单元处理器传输过来的电流数据计算出三相平均负载电流值PI，PI＝(IA+IB+IC)/3；

S30：判断比较：将平均负载电流值PI分别与三相负载电流值IA、IB和IC进行比较；并计算出各相差值：PI-IA＝PA、PI-IB＝PB、PI-IC＝PC；如果PA、PB或PC是为正值，则说明该相负载偏大；如果PA、PB或PC为负值，则说明该相负载偏小；

S40：计算匹配：为PA、PB或PC中的负值项计算所有能够等于正值的可能组合,采用轮询检测匹配；首先匹配与负值项相差在3％以内的单个负载项，如果没有再计算两个负载项相加后与负值项相差在3％以内的可能组合，接着计算三个负载项相加后与负值项相差在3％以内的可能组合，在所有组合匹配完成后，轮询计算正值减每个组合相，将结果最小的5个组合留存，其余的删除；

S50：显示处理结果：中央处理器将剩余的5个组合显示在触摸屏上，由用户选择并进行手动确认；

S60：执行切换：根据用户确认的组合模式，首先需要调整的所述调节单元的正值项负载的继电器断开，然后将该所述调节单元的负值项的继电器接通，完成负载的相间切换；

S70：检测零线电流：执行切换完成后，中央处理器采集零线电流传感器的数值，若采集到的零线电流的数值不小于1，重复步骤S10和S20，判断PA、PB和PC的数值是否小于3％，若小于3％则退出调节程序；若仍大于3％，则重复步骤S10至S70。