[发明专利]一种供电零间断的电力负荷换相电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相供电的电力负荷的换相电路，特别涉及一种供电零间断的电力负荷换相电路，属于电子技术领域。

技术背景

在电力供应系统中，广泛采用三相电力变压器供电模式。单相电力负荷平均分布在三相火线上，最佳状态是电力变压器的三相负荷完全均衡，此时零线电流为零，变压器及供电线路能量损耗最小，经济性最高。但是由于单相电力负荷的不稳定性，导致很难实现三相负荷平衡。此时需要进行三相负荷调整，将重负荷相的部分负荷转移到轻负荷相，达到接近三相平衡状态。

传统的人工平衡调整需要长时间停电、作业人员登杆作业劳动强度大，存在人身伤害危险，已经被淘汰。目前，普遍采取换相装置来实现三相负荷自动平衡调整，常用的换相电路有两种：一种是采取晶闸管（可控硅）和大电流磁保持继电器接点并联的复合开关模式组成的换相电路；另一种是精确控制大电流磁保持继电器来实现换相的同步开关模式电路。

复合开关模式换相电路工作过程为：在换相操作开始时，断开并联的磁保持继电器接点，晶闸管负责接通负载；利用晶闸管导通速度快的优点，精确捕捉当前负荷所在相和欲切换相的电压相等交叉点，在此交叉点将当前负荷所在相的晶闸管关断、同时将欲切换相的晶闸管触发导通实现负荷切换；晶闸管切换完成后，将切换到的晶闸管并联的磁保持继电器接点接通，晶闸管关闭，降低损耗。这种模式的优点是可以实现零间断换相操作；缺点是由于晶闸管的工作原理缺陷，在出现由于雷电或者操作过电压的情况下，会通过晶闸管的结电容向门极传输电脉冲，引起误触发晶闸管导通，导致两相火线短路，造成设备损坏和大面积停电。

同步开关模式换相电路的工作过程为：控制电路捕捉到当前负荷所在相和欲切换相的电压过零点，在所在相过零点将运行磁保持继电器接点断开、在欲切换相过零点将欲切换相磁保持继电器接点接通，实现负荷换相操作。这种电路的优点是不使用晶闸管，避免了晶闸管被误触发造成相间短路事故；缺点是两个电压过零点之间存在6.67毫秒的间断，会造成供电电压闪断，对用户负荷带来冲击，另外，由于用户负荷性质无法预测，如果以电感性负荷为主的情况下，电压过零的瞬间正是电流的最高峰值，此时切断电流，会形成很高的反冲电压（u=L*di/dt），引起操作过电压，会带来用户设备损坏、电脑重启动等一系列危害。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上两种换相电路的不足，提供一种安全性和可靠性好的供电零间断的电力负荷换相电路，能够实现单相负荷的无间断相间转移，不会造成短时间电压间断，不存在相间短路故障的危险和产生操作过电压损害设备的危害。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种供电零间断的电力负荷换相电路，该电力负荷换相电路包括：

换相执行电路，用于接收电脉冲信号，以控制继电器的接通或断开，来完成换相操作。

一种供电零间断的电力负荷换相电路，还包括与换相执行电路电连接的过零点采集电路、单片机逻辑控制电路和远程控制装置。

所述换相执行电路包含UA执行电路、UB执行电路和UC执行电路，UA执行电路、UB执行电路和UC执行电路分别包括：

第一继电器，其常开开关的一端电连接电源进端，常开开关的另一端电连接负载端，线圈电连接单片机逻辑控制电路；

第二继电器，其常开开关的一端电连接电源进端，常开开关的另一端电连接负载端，线圈电连接单片机逻辑控制电路。

一种供电零间断的电力负荷换相电路，还包括：

二极管，其正极连接第二继电器常开开关的一端，负极连接第一继电器常开开关的一端。

一种供电零间断的电力负荷换相电路，还包括：

电阻，连接在二极管两端。

一种供电零间断的电力负荷换相电路，还包括：

电感，连接在第二继电器常开开关的一端与二极管正极之间。

所述过零点采集电路，与三相电源火线连接，用于获取各相电压过零点并输出至单片机逻辑控制电路。

所述单片机逻辑控制电路与远程控制装置、过零点采集电路及换相执行电路连接，用来接收远程控制装置发来的换相操作指令并执行。

所述执行过程为：从过零点采集电路取得各相电压过零点，计算出合适的时间点，输出与命令码相对应的驱动电脉冲至换相执行电路。

所述单片机逻辑控制电路包括远程无线通讯电路、继电器驱动电路和过零点输入电路。