[发明专利]三相不平衡治理中的智能定位换相点装置及方法

权利要求书

1.一种三相不平衡治理中的智能定位换相点装置，其特征在于：包括一个主控单元和若干个换相开关，主控单元和若干个换相开关通过无线通信模块相连接，所述的主控单元设置在台区变压器的低压输出侧，主控单元的信号输入端连接第一电压互感器，第一电压互感器连接A、B、C三相，主控单元的信号输入端还连接电流互感器，电流互感器连接A、B、C三相，所述的换相开关设置在供电线路三相负荷分线处，换相开关的信号输入端连接第二电压互感器，第二电压互感器连接供电线路三相负荷分线处的A、B、C三相，换相开关的信号输入端还连接负载电流互感器，负载电流互感器设置在供电线路三相负荷分线处的A、B、C三相上，获取负载电流。

2.根据权利要求1所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点装置，其特征在于：所述的换相开关包括ARM控制单元和换相执行单元，ARM控制单元的控制输出端连接换相执行单元，换相执行单元包括A相复合开关、B相复合开关和C相复合开关，A相复合开关、B相复合开关和C相复合开关的输入端分别对应连接A、B、C三相，A相复合开关、B相复合开关和C相复合开关的输出端彼此连接后连接负载。

3.根据权利要求1所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点装置，其特征在于：所述的第一电压互感器和第二电压互感器均采用霍尔电压传感器。

4.根据权利要求2所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点装置及方法，其特征在于：所述的A相复合开关、B相复合开关和C相复合开关的结构相同，均包括一个磁保持继电器、一个功率二极管和一个可控硅模块，所述的功率二极管和可控硅模块串联后与磁保持继电器并联。

5.一种如上述任一权利要求所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)通过电流互感器分别实时检测A、B、C三相的总负载电流IA、IB和IC，主控单元根据所获取的A、B、C三相的总负载电流IA、IB和IC分析获取A、B、C三相的不平衡度；

(2)若A、B、C三相的不平衡度未超出预设不平衡度的阈值，则继续实时获取A、B、C三相的总负载电流IA、IB和IC数据信息；若A、B、C三相的不平衡度持续超出预设不平衡度的阈值，则主控单元确定一个最优换相点控制换相开关进行换相；

所述的最优换相点的确定方法为：

a、通过电流互感器分别实时检测A、B、C三相的总负载电流IA、IB和IC，确定当前台区的最大相负载电流Imax，次大相负载电流Imid和最小相负载电流Imin，根据最大相负载电流Imax，次大相负载电流Imid和最小相负载电流Imin获得三相平均电流Iavg；

Iavg＝(Imax+Imid+Imin)/3

b、通过负载电流互感器获取换相开关处的负载电流I1，I2…In，以及换相开关所处的工作相位；

c、根据A、B、C三相的总负载电流IA、IB和IC的大小和换相开关处的负载电流、换相开关所在的工作相位，划分为三个数组Ilmax、Ilmid和Ilmin，其中，Ilmax包含所有工作于最大相的换相开关负载电流，Ilmid包含所有工作于次大相的换相开关负载电流，Ilmin包含所有工作于最小相的换相开关负载电流；

d、根据最优控制目标IA＝IB＝IC＝Iavg的原则，在数组Ilmax中获得最优换相点，即当前工作于最大相的某个换相开关；计算当前最小相所需要的电流Iadd，Iadd＝Iavg-Imin；然后在数组Ilmax中查找一个负载电流值最接近或等于Iadd的换相开关为本次最优换相目标点；

e、主控单元通过无线通信模块将控制指令发往该换相开关，控制该换相开关工作相位转换到当前最小工作相即可。

6.根据权利要求5所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点方法，其特征在于：若A、B、C三相的不平衡度连续10个采集周期超出预设不平衡度的阈值时，主控单元确定一个最优换相点进行换相。

7.根据权利要求5所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点方法，其特征在于：不平衡度的阈值由主控开关根据需要设置，默认值为15％。

8.根据权利要求5所述的三相不平衡治理中的智能定位换相点方法，其特征在于：完成换相后，主控单元继续采集并分析当前台区变压器三相总负载实时电流不平衡度数据，如若仍然存在超限，则循环执行换相的控制过程，直到不再越限或有效可控负载数量为零时停止控制过程。