一种电能负载平衡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电能负载平衡装置，包括控制器，断路器，与断路器串联并提供电流信号输入的三个电流互感器，在电流互感器后串联的电力平衡器，分别连接于电力平衡器输入端和输出端的两个交流接触器，以及在电力平衡器与中性线之间并联设置的三个交流接触器，控制器还通过电力平衡器的输出端接入电压信号。本实用新型专利技术通过电流互感器获取三相交流电输入的电流信号，通过检测负载端的电压信号，对供电电能指标进行匹配对比均衡，然后由控制器将均衡结果通过交流接触器的线圈电磁控制方式反馈到电力平衡器和相应的各线路中，从而保证了各相之间的电能平衡，进而优化了电力输出参数，提高供电性能，确保了配电变压器端的稳定和用电设备的安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力设备
，具体地讲，是涉及一种电能负载平衡装置。
技术介绍
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。电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，还会增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，最终又反馈加剧三相电压的不平衡。不仅如此，三相不平衡还会对电网和用电设备造成诸多危害：其一是增加线路的电能损耗。在三相四线制供电网络中，电流通过线路导线时，因存在阻抗必将产生电能损耗，其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时，由于有单相负载存在，造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时，中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗，而且中性线也产生损耗，从而增加了电网线路的损耗。其二是增加配电变压器的电能损耗。配电变压器是低压电网的供电主设备，当其在三相负载不平衡工况下运行时，将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。其三是配变出力减少。配变设计时，其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的，其绕组性能基本一致，各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行，负载轻的一相就有富余容量，从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大，配变出力减少越多。为此，配变在三相负载不平衡时运行，其输出的容量就无法达到额定值，其备用容量亦相应减少，过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行，即极易引发配变发热，严重时甚至会造成配变烧损。其四是配变产生零序电流。配变在三相负载不平衡工况下运行，将产生零序电流，该电流将随三相负载不平衡的程度而变化，不平衡度越大，则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流，则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过，而钢构件的导磁率较低，零序电流通过钢构件时，即要产生磁滞和涡流损耗，从而使配变的钢构件局部温度升高甚至发热。配变的绕组绝缘也可能因过热而加快老化，导致设备寿命降低。同时，零序电流的存在也会增加配变的损耗。其五是影响用电设备的安全运行。配变是根据三相负载平衡运行工况设计的，其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行，其三相电流基本相等，配变内部每相压降也基本相同，则配变输出的三相电压也是平衡的。其六是降低负载电动机效率。配变在三相负载不平衡工况下运行，将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量，当这种不平衡的电压输入电动机后，负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反，起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多，电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用，必将引起电动机输出功率减少，从而导致电动机效率降低。同时，电动机的温升和无功损耗，也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行，是非常不经济和不安全的。
技术实现思路
为克服现有技术中的问题，本技术提供一种能够平衡控制三相输出电压、降低线路损耗的电能负载平衡装置。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种电能负载平衡装置，包括带有引脚的控制器U1，连接于三相交流电供电输入端的断路器QF，分别在每一相上与断路器QF串联并与控制器U1的引脚连接以为控制器U1提供电流信号输入的电流互感器TA1、TA2和TA3，在电流互感器TA1、TA2和TA3后串联接入三相交流电至负载的供电线路的电力平衡器U2，连接于电力平衡器U2和三个电流互感器TA1、TA2、TA3之间的交流接触器KM4，连接于电力平衡器U2和负载之间的交流接触器KM5，与串联后的交流接触器KM4、电力平衡器U2和交流接触器KM5并联的交流接触器KM6，以及在电力平衡器U2匹配三相的三个输入端接点与中性线N之间并联设置的交流接触器KM1、KM2和KM3，其中，所述控制器U1的引脚通过并联的六个交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6的线圈连接中性线N，控制器U1的引脚通过电力平衡器U2的输出端接入电压信号。具体地，所述控制器U1的引脚共16个，其中6个连接交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6的线圈，4个用于接入电流信号，4个用于接入电压信号，其余2个中的一个连接于电流互感器TA3和断路器QF之间，一个直接与中性线N连接，用于获取供电。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术通过电流互感器获取三相交流电输入的电流信号，通过检测负载端的电压信号，对供电电能指标进行匹配对比均衡，然后由控制器将均衡结果通过交流接触器的线圈电磁控制方式反馈到电力平衡器和相应的各线路中，从而保证了各相之间的电能平衡，进而优化了电力输出参数，提高供电性能，确保了配电变压器端的稳定和用电设备的安全，并且本技术设计巧妙，体积小巧，使用方便，易于生产制造，成本低廉，具有广泛的应用前景，适合推广应用。附图说明图1为本技术的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，该电能负载平衡装置，主要由接入三相交流电供电线路中的控制器U1和电力平衡器U2，以及用于检测的电流互感器TA1、TA2、TA3和用于控制的交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6构成。其具体构成结构如下：所述控制器U1采用集成式的控制芯片，具有1~16个引脚。所述电流互感器和电力平衡器U2依次串联在三相交流电为负载供电的供电线路中，在三相交流电的接入端设置断路器QF保障接入用电安全；在电力平衡器U2的输入端串联交流接触器KM4，输出端串联交流接触器KM5，用于控制电力平衡器的输入输出。交流接触器KM6以与串联后的交流接触器KM4、电力平衡器U2和交流接触器KM5并联的形式接入三相交流点的供电线路中，作为安全旁路单元，在装置发生故障时能通电备用。以A、B、C表示三相交流电输入端，N表示中性线，L1、L2、L3表示三相线并连接负载，三个电流互感器TA1、TA2、TA3分别在对应的一相上串联于断路器QF的输出端，并与中性线N关联，同时三个电流互感器的信号输出端与控制器U1的9、10、11引脚连接且12引脚也与中性线关联，由此检测接收供电线路的电流信号。而控制器U1的13、14、15、16引脚通过连接负载端的L1、L2、L3、N线来检测接收供电线路的用电电压信号。所述电力平衡器U2的三个输入端接点分别用X、Y、Z表示，其中每个接点有三个分支，即X1、X2、X3、Y1、Y2、Y3、Z1、Z2、Z3，交流接触器KM1的进线端连接X1、Y1、Z1三个点，交流接触器KM2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能负载平衡装置，其特征在于，包括带有引脚的控制器U1，连接于三相交流电供电输入端的断路器QF，分别在每一相上与断路器QF串联并与控制器U1的引脚连接以为控制器U1提供电流信号输入的电流互感器TA1、TA2和TA3，在电流互感器TA1、TA2和TA3后串联接入三相交流电至负载的供电线路的电力平衡器U2，连接于电力平衡器U2和三个电流互感器TA1、TA2、TA3之间的交流接触器KM4，连接于电力平衡器U2和负载之间的交流接触器KM5，与串联后的交流接触器KM4、电力平衡器U2和交流接触器KM5并联的交流接触器KM6，以及在电力平衡器U2匹配三相的三个输入端接点与中性线N之间并联设置的交流接触器KM1、KM2和KM3，其中，所述控制器U1的引脚通过并联的六个交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6的线圈连接中性线N，控制器U1的引脚通过电力平衡器U2的输出端接入电压信号；所述控制器U1的引脚共16个，其中6个连接交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6的线圈，4个用于接入电流信号，4个用于接入电压信号，其余2个中的一个连接于电流互感器TA3和断路器QF之间，一个直接与中性线N连接，用于获取供电。...

【技术特征摘要】
1.一种电能负载平衡装置，其特征在于，包括带有引脚的控制器U1，连接于三相交流电供电输入端的断路器QF，分别在每一相上与断路器QF串联并与控制器U1的引脚连接以为控制器U1提供电流信号输入的电流互感器TA1、TA2和TA3，在电流互感器TA1、TA2和TA3后串联接入三相交流电至负载的供电线路的电力平衡器U2，连接于电力平衡器U2和三个电流互感器TA1、TA2、TA3之间的交流接触器KM4，连接于电力平衡器U2和负载之间的交流接触器KM5，与串联后的交流接触器KM4、电力平衡器U2和交流接触器KM5并联的交流接触器KM6，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小平，潘增先，汤中义，
申请(专利权)人：四川美邦电气有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51