一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，所述终端装置包括交流主电路模块、采样模块、指令操作模块、主控模块和通信接口模块，所述主控模块分别与所述通信接口模块、采样模块、指令操作模块相连，所述采样模块和所述指令操作模块还与所述交流主电路模块相连。本发明专利技术实施方式提供的基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，能够在换相操作过程中快速实现相间负荷转移，避免用户停电；能够在换相操作中分断点和闭合点瞬间电流趋于零，避免产生较大的冲击电流，减小对换相装置本体和用电设备的冲击。目的是通过自动调整配电变压器和低压线路的三相负荷不平衡，降低电能损耗，较少低电压问题，解决配电变压器单相过载问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低压配电及节能
，特别涉及一种基于稳态波形拟合的相间负载转移终端装置。
技术介绍
在目前的低压线路中通常包含A相、B相、C相三相相线和零线，如果三相电路的负荷不平衡，那么会引起配电变压器和低压线路的电能损耗增大，可能会引发低电压问题、甚至烧毁变压器的单相绕组。当前，三相负荷不平衡自动调节的方法有电源侧相间跨接电容方法、动态无功补偿方法、负载侧负荷转移方法等。其中，相间跨接电容方法的原理是通过在低压母线上跨接电容器，从负荷比较重的相向负荷比较轻的相分流电流，使配变低压出口三相电流基本平衡。该方法的优点是调节装置比较简单，安装比较方便，缺点是只能调节配电变压器三相电流的不平衡，不能调节低压线路的三相电流不平衡。动态无功率补偿方法是近几年来研发的新方法，其原理与相间跨接电容方法相似，其优点是既调节电流不平衡，也调节电压不平衡。该方法的优点是功能齐全，调节精细，响应速度快，缺点也是只能调节配电变压器三相电流的不平衡，不能调节低压线路的三相电流不平衡，而且装置本身功耗比较高，成本比较高。负载侧负荷转移方法的原理是采用数个安装于单相用户分支线路的自动换相终端，将用户部分负荷从负荷比较重的相自动转移到负荷比较轻的相，从而实现配电变压器出口和线路三相电流基本平衡，该方法既能降低变压器的电能损耗，又能降低线路的电能损耗，而且成本比较低。目前常用的相间负荷转移方法是采用过零选相方法，即在ABC三相电路中，当负荷比较重的当前相的电流波形过零时分断该相，当负荷比较轻的目标相电压波形过零时闭合该相。该方法的问题是，由于线路分断后，负载侧电路中存在感生电动势，当目标相电压过零时，闭合点的电压并不为零，线路闭合瞬间，会产生比较大的电流，对用电设备或电器产生比较大的冲击，或产生操作过电压，影响用电设备的正常使用，或者导致电能质量下降。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，能够在换相操作过程中快速实现相间负荷转移，避免用户停电；能够在换相操作中分断点和闭合点瞬间电流趋于零，避免产生较大的冲击电流，实现相间负荷平稳转移，减小对换相装置本体和用电设备的冲击。目的是通过自动调整配电变压器和低压线路的三相负荷不平衡，降低电能损耗，较少低电压问题，解决配电变压器单相过载问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，所述终端装置包括交流主电路模块、采样模块、指令操作模块、主控模块和通信接口模块，所述主控模块分别与所述通信接口模块、采样模块、指令操作模块相连，所述采样模块和所述指令操作模块还与所述交流主电路模块相连，其中：所述交流主电路模块包括电源侧电路、开关电路和负载侧电路，所述电源侧电路包括并联的A相电路、B相电路、C相电路，所述开关电路中包括与各相电路相对应的磁保持继电器，所述负载侧电路包括电流互感器、电压互感器和负载侧输出端子；所述A相电路、B相电路、C相电路的结构相同，均包括输入端子和电压互感器；所述通信接口模块用于接收从当前相电路向目标相电路切换的换相指令，并将所述换相指令发送至所述主控模块；所述采样模块用于采集所述负载侧电路中电流互感器的电流信号以及采集所述当前相电路中电压互感器的电压信号；所述主控模块包括计时器和用于控制所述计时器开启或关闭的计时器控制单元，所述计时器用于响应所述计时器控制单元的控制指令，记录所述负载侧电路中电流互感器的电流信号的变化时间以及记录所述当前相电路中电压互感器的电压信号的变化时间；所述指令操作模块用于向各个所述磁保持继电器传输所述主控模块下达的分断指令或闭合指令。进一步地，所述A相电路、B相电路、C相电路还包括熔断器或空气开关。进一步地，所述终端装置还包括电源模块、数据存储模块和显示键盘电路模块，其中，所述电源模块用于为所述终端装置中的各个模块供电，所述显示键盘电路模块和所述数据存储模块均与所述主控模块相连。进一步地，所述主控模块中还包括用于将所述计时器记录的时间与预设时间进行匹配的逻辑匹配单元。进一步地，所述主控模块中还包括用于对所述磁保持继电器的分断时间或闭合时间进行修正的修正单元。由以上本专利技术实施方式提供的技术方案可见，本专利技术实施方式通过对负载侧电路中电流互感器的电流信号进行检测，从而可以确定电流信号过零的时间点。将电流信号过零的时间点作为当前相的分断点，可以保证在线路分断点的瞬间电流趋于零，不会在分断点产生较大的电流。此外，在线路分断之后，通过对目标相中电压互感器的电压信号和负载侧电路中电压互感器的感生电动势信号进行检测，从而可以确定目标相电路中的电压与负载侧感生电动势的电压相等的时间点，将该时间点确定为目标相的闭合时间点便可以保证在目标相电路闭合点的瞬间电流趋于零，不会在闭合点产生较大的电流，从而能够保护用电设备。进一步地，所述的负载侧产生的感生电动势随着时间推移会逐渐衰减为0。电动势在感生电动势产生的第一个周期内，其波形与当先相电路中的电压波形近似一致(也就是忽略其随时间的衰减值)，可以用当前相电压波形近似代替负载侧感生电动势波形。为了简化控制电路，可以确定目标相的电电压与当前相的电压相等的时间点，将该时间点确定为目标相的闭合时间点。附图说明图1为本专利技术实施方式中交流电路分断之后的电压波形图；图2为本专利技术实施方式中从A相到B相的换相过程波形图；图3为本专利技术实施方式中从A相到C相的换相过程波形图；图4为本专利技术实施方式中基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置的结构示意图；图5为本专利技术实施方式中交流主电路模块的电路示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置。请一并参阅图4和图5，所述终端装置包括交流主电路模块1、采样模块3、指令操作模块4、主控模块6和通信接口模块8，所述主控模块6分别与所述通信接口模块8、采样模块3、指令操作模块4相连，所述采样模块3和所述指令操作模块4还与所述交流主电路模块1相连。在本实施方式中，所述交流主电路模块1包括电源侧电路、开关电路和负载侧电路，其中，所述电源侧电路包括并联的A相电路、B相电路、C相电路，所述开关电路中包括与各相电路相对应的磁保持继电器14、18、112，所述负载侧电路包括电流互感器113、电压互感器114和负载侧输出端子115，所述A相电路、B相电路、C相电路的结构相同，均包括输入端子11、15、19和电压互感器13、17、111。请参阅图1。在本实施方式中，各相电路中的电压信号，即稳态波形均为正弦波形。三相电路中的电压信号的相位为相差120°。在同一时刻，只能有一条相电路处于闭合状态，其它两条相电路处于分断状态。假设当前A相电路处于闭合状态，B相和C相电路处于分断状态。那么当A相电路在某个时刻分断后，会在负载侧产生感生电动势，即暂态波形，图1中的虚线便是感生电动势的波形。从图1中看出，A相电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，所述终端装置包括交流主电路模块、采样模块、指令操作模块、主控模块和通信接口模块，其特征在于，所述主控模块分别与所述通信接口模块、采样模块、指令操作模块相连，所述采样模块和所述指令操作模块还与所述交流主电路模块相连，其中：所述交流主电路模块包括电源侧电路、开关电路和负载侧电路，所述电源侧电路包括并联的A相电路、B相电路、C相电路，所述开关电路中包括与各相电路相对应的磁保持继电器，所述负载侧电路包括电流互感器、电压互感器和负载侧输出端子；所述A相电路、B相电路、C相电路的结构相同，均包括输入端子和电压互感器；所述通信接口模块用于接收从当前相电路向目标相电路切换的换相指令，并将所述换相指令发送至所述主控模块；所述采样模块用于采集所述负载侧电路中电流互感器的电流信号以及采集所述当前相电路中电压互感器的电压信号；所述主控模块包括计时器和用于控制所述计时器开启或关闭的计时器控制单元，所述计时器用于响应所述计时器控制单元的控制指令，记录所述负载侧电路中电流互感器的电流信号的变化时间以及记录所述当前相电路中电压互感器的电压信号的变化时间；所述指令操作模块用于向各个所述磁保持继电器传输所述主控模块下达的分断指令或闭合指令。...

【技术特征摘要】
1.一种基于稳态波形拟合的相间负荷转移终端装置，所述终端装置包括交流主电路模块、采样模块、指令操作模块、主控模块和通信接口模块，其特征在于，所述主控模块分别与所述通信接口模块、采样模块、指令操作模块相连，所述采样模块和所述指令操作模块还与所述交流主电路模块相连，其中：所述交流主电路模块包括电源侧电路、开关电路和负载侧电路，所述电源侧电路包括并联的A相电路、B相电路、C相电路，所述开关电路中包括与各相电路相对应的磁保持继电器，所述负载侧电路包括电流互感器、电压互感器和负载侧输出端子；所述A相电路、B相电路、C相电路的结构相同，均包括输入端子和电压互感器；所述通信接口模块用于接收从当前相电路向目标相电路切换的换相指令，并将所述换相指令发送至所述主控模块；所述采样模块用于采集所述负载侧电路中电流互感器的电流信号以及采集所述当前相电路中电压互感器的电压信号；所述主控模块包括计时器和用于控制所述计时器开启或关闭的计时器控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，杨毅成，张洪兴，徐艳军，刘雪峰，杨正富，路桂林，
申请(专利权)人：泰豪科技股份有限公司，中能华电北京电力技术研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36