[发明专利]一种带无功补偿的三相自动平衡装置

说明书

本发明公开了一种带无功补偿的三相自动平衡装置，设置在负载与变压器之间，包括：采集单元、控制单元、功率单元，采集单元与控制单元的信号输入端相连，控制单元与功率单元的控制端相连，功率单元通过电抗器与负载的进线端电性连接；采集单元包括电流互感器、电压互感器，控制单元包括DSP主控芯片、FPGA信号发生器，功率单元包括若干绝缘栅双极晶体管组成的H桥型多电平电路；电流互感器、电压互感器与DSP主控芯片的信号输入端相连，DSP主控芯片通过FPGA信号发生器与H桥型多电平电路的控制端相连，H桥型多电平电路通过电抗器与负载的进线端相连以用于输出三相不平衡补偿电流。本装置能够自动调节三相负荷不平衡的问题，无需人工干预，省心省力。

技术领域

本发明涉及配用电领域，具体的涉及一种带无功补偿的三相自动平衡装置。

背景技术

近年来，我国配电网建设投入不断加大，配电网发展取得显著成效，但用电水平相对国际先进水平仍有差距，城乡区域发展不平衡，供电质量有待改善。

在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。

通常情况下，电力系统如果长时间处在不平衡运行中，则供电系统容易出现如下问题：

1)线路的有功功率或电能损耗增加。

2)配电变压器的电能损耗增加。

3)配电变压器的出力降低。

4)配电变压器的运行温度升高，使用寿命缩短。

5)中性点发生位移，配电变压器三相电压失衡。

针对三相负荷不平衡，早期主要的解决方案有前期配电网建设时针对将单相负荷均匀的分配到三相负荷上，在实际运行中查看负荷平衡情况，再进行手动调整，但是这种方式不经济，并且影响供电连续性。

随着智能电网的高速发展,对低压配电网络的电能质量和降低损耗提出了更高的要求,而三相负载不平衡是影响它们的重要因素。如果不采用合理高效的手段治理配电网中的三相不平衡,可能就会影响整个电力系统安全稳定的运行。

目前，部分三相不平衡配电变台区，一般采用手动换向调整或者安装自动换相开关来对低压负荷进行换相，实现负荷相序的调整，从而满足配电台区三相负荷均衡分配需求。

虽然这两种方法都能达到三相平衡的目的，但前者通过手动换向调整，需要对低压台区进行停电。而安装自动换相开关虽然不需要停电并且可自动换向，但是，对单相负荷进行自动换相操作不能实现最优平衡 (即在负荷本身就无法平衡情况下，无论如何换向也无法满足三相负荷零序电流为0)，并且不适合在负荷波动较大的应用场合使用，因其频繁换相时，其换相过程中的截流可能导致过电压或造成瞬时电压中断。

目前缺少一种能够不中断用户供电的情况下自动调节三相负载并进行连续补偿的装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够不中断用户供电的情况下自动调节三相负载并进行连续补偿的带无功补偿的三相自动平衡装置。

本发明采用的技术方案是：

一种带无功补偿的三相自动平衡装置，设置在负载与变压器之间，包括：用于采集负载的电压电流数据的采集单元、控制单元、功率单元，所述采集单元与控制单元的信号输入端相连，所述控制单元与功率单元的控制端相连，所述功率单元通过电抗器与负载的进线端电性连接；

所述采集单元包括电流互感器、电压互感器，所述控制单元包括DSP 主控芯片、FPGA信号发生器，所述功率单元包括若干绝缘栅双极晶体管组成的H桥型多电平电路；