[发明专利]一种智能换相控制装置及换相控制方法

说明书

本发明提供一种智能换相控制装置及换相控制方法，处理器接收模拟量输入模块传输的配电网的三相电压信号和电流信号，采用半波傅立叶变换算法计算出三相电压、负荷电流幅值及相位，实现测量显示及通讯远传功能；当接收到台区控制终端发出的换相指令后，实时判断电压、电流采样波形，通过向控制换相控制模块发出换相指令，实现换相动作；换相动作完成后，通过载波通讯模块向台区控制终端上传操作结果；换相控制模块用于根据处理器发出的换相指令，控制电子换相开关执行换相动作。实现智能无缝换相技术，从接收到换相指令到换相完成整个过程实时跟踪电压、电流相位过零点，切换操作短时可靠，且保证不发生换相搭接。

技术领域

本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种智能换相控制装置及换相控制方法。

背景技术

我国配电网内电力用户众多且位置分散，存在大量的时空分布不平衡的单相负荷，导致多数配电台区存在不同程度的三相负荷不平衡问题。三相负荷不平衡对配电台区造成配电变压器和负荷线路损耗增加，配电台区重载相的电压质量下降，配电变压器出力降低，电能转换效率下降，三相不平衡运行造成配电变压器零序电流增大，引起的涡流损耗使配电变压器运行温度升高，危及变压器安全和寿命。

目前针对配电台区的三相不平衡问题的解决方式是基于台区控制终端的换相控制系统，其基本原理是通过台区管理终端，实时监测配电变压器的运行工况，在三相负荷不平衡越限的情况下，台区控制终端以通讯的方式选择性地遥控终端负荷的换相开关，将挂在重载相别的负荷切换到轻载相别，以达到负荷平衡的目的。但不足之处在于：常规的换相开关是基于机械式的分合操作，切换期间有短时的供电中断，不能被供电部门和用户所接受。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种智能换相控制装置，包括：模拟量输入模块，AD转换器，处理器，换相控制模块，载波通讯模块以及用于给智能换相控制装置内部元件提供电源的电源模块;

模拟量输入模块通过AD转换器与处理器连接，模拟量输入模块用于获取配电网的三相电压信号和电流信号，并将电压、电流信号通过AD转换器后传输至处理器；

换相控制模块，载波通讯模块分别与处理器连接，载波通讯模块用于向台区控制终端上传负荷电流值及电子换相开关三相状态，同时接收台区控制终端的换相指令；

处理器用于接收模拟量输入模块传输的配电网的三相电压信号和电流信号，采用半波傅立叶变换算法计算出三相电压、负荷电流幅值及相位，实现测量显示及通讯远传功能，同时实现过压、欠压、过流保护功能；当接收到台区控制终端发出的换相指令后，实时判断电压、电流采样波形，通过向控制换相控制模块发出换相指令，实现换相动作；换相动作完成后，通过载波通讯模块向台区控制终端上传操作结果；

换相控制模块用于根据处理器发出的换相指令，控制电子换相开关执行换相动作。

优选地，模拟量输入模块包括：电压输入电路，电流输入电路，信号放大电路，低通滤波电路；

电压输入电路用于获取配电网的电压信号，电流输入电路用于获取配电网的电流信号，信号放大电路用于将获取的电压信号和电流信号进行运放，低通滤波电路将运放的电压信号和电流信号进行滤波，滤波后传入AD转换器。

优选地，电压输入电路包括：第一电阻R1，过压保护装置FU，第一变压器T1；

过压保护装置FU的第一端与电压输入电路的第一输入端连接，过压保护装置FU的第二端通过第一电阻R1连接第一变压器T1一次侧的第一端，第一变压器T1一次侧的第二端连接电压输入电路的第二输入端；第一变压器T1的二次侧接信号放大电路；

电流输入电路包括：第二电阻R2，第三电阻R3，第二变压器T2；