三相智能调荷开关可行性汇报

低压配电网三相智能调荷开关的研究与应用项目的实施方案一、三相不平衡问题产生的原因二、三相不平衡问题的危害三、改善三相不平衡现象的措施四、现行改善措施的不足五、三相智能调荷开关项目的实施方案六、配电变压器与三相智能开关通讯方式的选择目录事故性：三相系统中某一相或两相断线故障，需尽快消除；正常性：三相负载不对称，单相大容量负荷在三相四线制系统中容量和电气位置分布不合理。一、三相不平衡问题的产生原因1、对配电变压器危害（1）当三相不平衡时，变压器最大出力只能按最大相负荷电流不超过额定电流为止。偏相越严重变压器利用率越低。（2）负荷较大的一相绕组过热导致其寿命缩短，严重时烧毁变压器，变压器运行不对称，磁路不平衡造成空载和负载损耗增大；二、三相不平衡问题的危害（3）当配电变压器的三相负载不对称时，由于Y/YN0接线的变压器一次侧没有零序电流，二次侧有零序电流，因此二次侧的零序电流完全是励磁电流，产生的零序磁通重叠在主磁通上，感应出零序电动势，造成中性点电压偏移，负荷重的相电压降低，负荷轻的相电压上升。2、三相不平衡导致低压线路损耗增大。目前普遍釆用的三相四线制接线，当各相负载处于平衡的状态时线路损耗最小；当三相负载皆不平衡时，线路的损耗将随着电流不平衡度的增大而增大，特别是当负载为两相重、一相轻时，线损损耗最大。不考虑单相负荷功率因数的情况下附加线损可以按照以下公式计算：其中，R为干线阻抗，为中性线阻抗。3、对用户设备的不利影响

三相电压不平衡导致电动机设备发热和振动，出力减少，甚至危及安全运行。三相不平衡还会减少用电装置的使用寿命，增加维护成本。

1、将不对称负荷分散接到不同的供电点以减小集中连接造成的不平衡度超标问题。2、使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化。三、改善三相不平衡现象的措施1、相与相间及相与零间接入电容的方式，对功率因数的补偿具有较好效果，但对三相不平衡治理不能达到理想效果，且设备投资大，技术要求髙，不利于日常维护。2、使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化，是目前现场普遍釆用的手段。但缺点是手动改接线工作量大，实时性差，假若能实现三相负荷的自动调整，就能从根本上解决三相不平衡问题。

四、现行改善措施的不足为解决以上调荷方式的不足，本项目就是针对该问题研究低压配电网三相智能调荷的原理、方法、技术和实施方案；项目的目标是在研究的基础上设计研制出三相智能调荷控制操作装置。该装置通过相间调节负载来达到负荷平衡的目的，实现三相负荷的实时调整。以市面上成熟的低压开关为基础研发一种换相开关，实现三相可调节负荷的快速安全动作。三相智能调荷开关调节手段是将负荷在低压三相母线间进行调整，安装于低压单相支线至低压三相四线接点处。五、三相智能调荷开关的实施方案如图1所示，安装于低压集中表箱内或220V线路首端，进线为三相四线，出线为单相两线。智能换相开关收到换相命令后可在带负载状况下完成换相工作，换相时不影响用电设备正常运行。三相智能调荷开关的基本构成示意图如图2所示。三相智能开关主要由微处理器、换相开关本体、人机接口、电源模块、控制模块和通信模块等元件组成。微处理器主要完成相关数据处理、故障监测以及控制指令输出等;人机接口可对终端主要参数进行设定;电源模块可为终端提供直流电源;控制模块用于控制换相开关并能够显示开关状态;

通信模块对内可与微处理器通过串口连接，对外可与主站系统或换相开关集控。三相智能开关各部分的功能除了上述功能外，三相智能开关的可以实现实时在线处理，三相智能调荷开关的控制系统能设置程序采集运行电流值，并根据配变终端的命令进行运行状态判断和处理。选相开关分断系统可以使开关在很短的时间内完成分断和闭合，在用户侧用电设备不受干扰。调荷具体方法如下：主站系统收到各智能开关运行电流后，进行线路三相负载电流计算，得出三相不平衡度。当主站系统计算三相电流不平衡率值达到或超过设定值时，根据设定数学运算，确定各三相智能开关所带单相负载是否需要调整，以及调相方案，命令指定智能换相开关的三个开关的开闭，实现负载由负荷较重的相转至负荷较轻的相，使得该低压网络的三相负荷始终处于接近最佳平衡的状态。1、自动/手动换相切换;2、可插拔的通信模块接口:兼容的通信模块3、

显示功能:指示灯方式显示相别、通信状态等信号量;数码显示电流、电压等信息;4、进线端某相失电自动换相功能。5、采用大电流斥力触头，选相开关分合闸速度非常快，用户感受不到停复电过程。三相智能调荷开关满足以下技术要求为防断止多环个换宵相开河关同煌时动臣作时凯，设夹备出离现震具荡总站杏需要躬确定岩开关难换相终端的动作非次序，并铺注意动作时间间隔，在规腾定时间馋间隔内声对同一支窗路只操作奶一个终端。在规厉定时间关间隔内(如5mi圆n可设置)，对同一设盘备只操作1次。判工断上次铃控制设颗备控制学是否成功，如第成功虏，设育定成环功闭器锁，酿并累何加动盏作次犯数;如失败，设定饿失败闭寸锁，并乓累计连圈续失败徐次数，输如失败次数达3次，唐将该堆设备担置事故那闭锁。《电能质零量-三相楼电压锹允许娃不平新衡度》中对比不平并衡度托的概片念及嫁计算挽方法矮有明占确规岸定。三相不平衡野度是指冒三相电乘力系统仍中三相饥不平衡絮的程度逐，用电压勇或电夺流负狸序分抽量均案方根值与正序因分量录均方危根值备的比攻值来表示。三相不平谊衡度达的算篇法选坚择三相电压蜻不平域衡度：U2:三相摇电压介正序为分量烟的均咸方根值;U1坦:三相电瞧压负序赚分量的均方蝴根值。计算三相叔电压前不平竟衡度，需抽知道电压正台序分量徒和负序非分量的旺值。而在实际嫁工作得中，圾测量筛各个除矢量班的大衔小以阿及相汁位并刑不可终行，毕且通瓶过各秘矢量耀的大文小及夺相位计算正序和项负序分身量值，滴运算比较复杂。两种不拼平衡度岭计算方湿法的比将较三相恢电流不平衡景度是通沟过测量孙线路首预端三相喊负荷电邮流的大专小，利盘用数学贷方法计索算得出，计三相电纸流不平衡符度的计档算式为：Ima柴x:最大相咏负荷电兆流；Iav:平均希负荷攀电流通过对泳比并结执合三相固智能调涛荷开关税换相调缎荷的原贯理，拟耻选用电评流不平钟衡度作趋为本项故目计算典三相不勿平衡度渴的方法姐。电力隐部有颠关规程敌明确暴指出稿，变压器亿二次侧矮的三相电认流不平离衡度不脾能大于10光%，低黎压主鼓干线槽及主薯要分泉支线秀的首渡端三涉相负歇荷电象流不咬平衡郑度不灰得大薯于20%。为达毕到规程捕要求，辽在本项誓目中我史们选择不平状衡度别阈值重为10%。每台智能轧开关单队独编号为n，三昆相智意能开蚕关当犹前状衰态设为S，根据螺其调相槽闭合开关爹处于相序a,洁b恋,友c的不同新，s有a,递b,焰c三种值，稳对应每笨台三相动智能开积关当前电流一悲记为Ins。算法菊如下痛：设定蝇一个面监测投周期T，T根据需己要设定扯时间。基于崖换相丑原理除的负酿荷平堂衡调杰节算法三相负党荷不平迹衡度设目标伟函数f(接k)披=k艘-0骡.1主0，使f(修k)闲<0位调整壁的目标吐。在一钱个监静测周恒期T内，如撞果K<1竟0%，不薪自动仅调整露程序予；如果K≥10皱%，启揪动调糠整程怠序。假若了缺，即A相负荷岗最大，B相负荷最小取调酱整参瓣考值将Is与∑Ina比较臂，n的取值鹊从第碑一个a状态咬的智池能开逗关编肺号，逐佩个增可加，直到Is<∑Ina，假若遭此时膏取个m个Ina，则将这m个状态的智摇能开石关的饲调相开关，由a状态调至b状态。此装时，这m个三相贪智能开细关控制负荷由A相调至B相。完垂成一池轮调难整。痛再计饺算当究前状爸态下的IA,IB,IC,计算三相负酿荷不平骂衡度，如果K<1泥0%本周期违调整榜结束英；如果K≥10疫%，启动第嗓二轮调碗整程序们。直至K<猜10碍%。三相智悦能开关灭调相程落序算法三相不须平衡度间算法程殿序流程图如图3所示。参照配电自唉动化系香统通信，配电览变压器纱与智能忠开关的旁通信方故式可选择寇光纤专榨网、配远电线载站波、无池线专网狐、无线刻公网。六、配纸电变压奋器与智大能开关袖通讯方逐式的选崭择1、配电线载波带宽、秃稳定性摸和可靠另性无法牲满足本拦项目要登求。2、采用无线专贡网方式需建设铁多个基富站，建炕设投资地大，本混项目中么不适用。3、采用光纤专董网的通信甲方式非与常理想螺，但是役这种接孟入方式穷不具有涨典型性库，在大锤面积实弃施时，形建设投搭资非常发大，建惩成后运揪行维护敏费用高。以上铸三种信方式千均不舍适用罩于该适项目口中的听配电忧变压滑器与蕉智能仇开关煮的通习讯。光纤舱专网狱、配混电线将载波假、无啦线专网方式在《配电自即动化技伞术导则》中提出晓：无线织公网宜选择GPR五S/C册DMA作/3G；采庙用无线润公网通信汉方式时应浙符合润相关唯安全叠防护抄和可竖靠性促规定河要求。也就朽是指采祸用无线街公网方式时引，既要浅考虑感通信传输时役延，又要报考虑护安全休性。无线公网的白选择1、在通信运齐营商本甚地网（毙地区范浓围）内折，3G移动终端到主站您的时延遇一般在10贫ms内，在敲省网内顾时延一般在10素0悟ms内，比GPR探S时延低作。路由威器、防火概墙隔予离装置毛的时吧延一袍般在1m驶s内。暴因此蹦采用3G通信方烧式，延时妥指标有撤保障。2、3G技术就不仅掘可以反采用GP或RS通讯的奸安全防护措施，什而且由纳于3G技术侦在空姑中接劲口引入了CDM字A机制焦，安凶全性绣比GP疮RS更高。惰同时在主站谜与通信运籍营商互好连处可钥增加隔暑离装置饿，进一步提高安真全防护水平3G通讯苍方式帝的特椒点ADS仆L接入方渴式用于贡智能闪换相纠开关违的通印信，与3G方式类似。因货为采用3G比采用AD雄SL方式更溜易实施（无需百布线）嫩，建成泛后的运行喷维护也更达简单。因此畏智能撑开关是与配弟电变滴压器违的通拴信选用ADS土L方式专比较部合适秋。首先克，向通信英运营艰商申大