一种中低压线路多功能自动换相系统及其换相方法
专利汇可以提供一种中低压线路多功能自动换相系统及其换相方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种中低压线路多功能自动换相系统及其换相方法。所述换相系统包括主控模 块 、多个执行模块，每个执行模块对应并联的多家用户。所述主控模块包括主 控制器 、三相 电流 采样 单元，每个执行模块包括 电子 换相 开关 ，所述电子换相开关根据所述切换命令，在 变压器 的供电三相中选择与所述切换命令相对应的一相，给与所述执行模块相对应的多家用户供电。本发明通过设置主控模块、执行模块，将配电台区的线路进行划分，通过 配电变压器 端设置的主控模块控制多个执行模块对各线路的三相进行切换，使切换后所有线路的三相用电负荷趋于平衡，从而改善三相的 不平衡 性，降低配电台区的线损，保证用户的 电能 质量 ，实现节能和降低电价的目的。，下面是一种中低压线路多功能自动换相系统及其换相方法专利的具体信息内容。
1.一种中低压线路多功能自动换相系统，所述换相系统应用在一个配电台区内，其特征在于：所述换相系统包括设置在台区变压器端的主控模块、设置在用户端的多个执行模块；每个执行模块对应并联的多家用户；其中，
所述主控模块包括主控制器、三相电流采样单元；所述三相电流采样单元用于实时检测变压器输出的三相电流IA、IB、IC；所述主控制器先根据所述三相电流IA、IB、IC计算三相不平衡度σ，σ＝((Imax-Imin)/Imax)×100％，其中，Imax为三相电流IA、IB、IC中的最大值，Imin为三相电流IA、IB、IC中的最小值，再判断三相不平衡度σ是否达到一个预设三相不平衡度，是则继续判断三相不平衡度σ达到所述预设三相不平衡度的持续时间是否达到一个预设时间一，是则计算切换方案，输出切换命令；
每个执行模块包括电子换相开关，所述电子换相开关根据所述切换命令，在变压器的供电三相中选择与所述切换命令相对应的一相，给与所述执行模块相对应的多家用户供电；
所述切换方案为针对当前不平衡情况进行换相开关切换组合对比：按照A、B两个约束条件进行筛选，A：达到最佳三相平衡；B：切换方案所需的切换动作次数最少；
同时，为了增强换相切换对三相平衡的预测调节能力，调节分为预测性切换和临时性切换；预测性切换：在三相不平衡尚未达到切换设定临界值前的主动切换；通过统计较长时间内的用电曲线情况，掌握规律性的不平衡发生信息，预测性地计算不平衡的规律发生情况，提前切换，限制不平衡的发生；临时性切换：针对无规律的临时性发生的不平衡，达到设定值时，临时所做的换相调整；
其中，每个执行模块还包括电压采样单元、老化报警装置和执行控制器，所述电子换相开关闭合后，其电压在一个预设时间二内波动，且在所述预设时间二后达到平稳；所述电压采样单元检测所述电子换相开关闭合后在所述预设时间二内的峰值电压，和在所述预设时间二后达到平稳时的平稳电压；所述执行控制器判断所述峰值电压和所述平稳电压的电压差是否超过一个预设电压差，是则所述执行控制器驱动所述老化报警装置报警。
2.根据权利要求1所述的一种中低压线路多功能自动换相系统，其特征在于：所述主控模块还包括三相电压采样单元一和线路报警装置，所述三相电压采样单元一检测在所述换相系统在空载时变压器侧输出的三相电压UA1、UB1、UC1和带载时变压器侧输出的三相电压UA2、UB2、UC2；每个执行模块还包括三相电压采样单元二，所述三相电压采样单元二检测在所述换相系统在空载时电子换相开关侧输出的三相电压UA3、UB3、UC3和带载时电子换相开关侧输出的三相电压UA4、UB4、UC4；
所述主控制器判断UA1和UA3的电压差，UA2和UA4的电压差是否均超过一个预设电压差一，是则驱动所述线路报警装置针对A相线路报警，还判断UB1和UB3的电压差，UB2和UB4的电压差是否均超过一个预设电压差二，是则驱动所述线路报警装置针对B相线路报警，还判断UC1和UC3的电压差，UC2和UC4的电压差是否均超过一个预设电压差三，是则驱动所述线路报警装置针对C相线路报警。
3.根据权利要求1所述的一种中低压线路多功能自动换相系统，其特征在于：每个执行模块还包括电量计量装置，所述主控模块还包括窃电报警装置；所述电量计量装置计量一个预设时间三内与所述执行模块相对应的多家用户的总用电量，所述主控制器判断所述总用电量与用户端的抄表电量的电量差是否超过一个预设电量差，是则驱动所述窃电报警装置报警。
4.根据权利要求1所述的一种中低压线路多功能自动换相系统，其特征在于：每个执行模块还包括超级电容、掉电报警装置、电压采样单元、执行控制器；所述电子换相开关的输出端连接一个分支箱，所述分支箱的输出端接入与所述执行模块相对应的多家用户；所述电压采样单元检测所述电子换相开关的电压、所述分支箱输出端的电压，所述执行控制器判断所述电压采样单元检测电压是否小于一个预设电压，是则驱动所述超级电容电性连接的掉电报警装置报警。
5.根据权利要求1所述的一种中低压线路多功能自动换相系统，其特征在于：所述主控模块还包括三相电压采样单元，每个执行模块还包括单相电压采样单元、单相电流采样单元、相序错误报警装置；所述三相电压采样单元检测变压器输出的三相电压UA1、UB1、UC1，所述单相电压采样单元检测所述电子换相开关依次换相至A相、B相、C相时所述电子换相开关的电压UA2、UB2、UC2；所述单相电流采样单元检测所述电子换相开关依次换相至A相、B相、C相时通过所述电子换相开关的电流IA1、IB1、IC1；
所述主控制器判断UA1、UB1、UC1相互的电压差是否大于一个预设电压差一，是则：进一步判断UA1和UA2的电压差，UB1和UB2的电压差，UC1和UC2的电压差是否分别小于一个预设电压二，一个预设电压三，一个预设电压四，否则驱动所述相序错误报警装置报警；否则：判断在一个预设时间二IA和IA1，IB和IB1，IC和IC1的电流差是否分别小于一个预设电流差二，一个预设电流差三，一个预设电流差四，否则驱动所述相序错误报警装置报警。
6.根据权利要求1所述的一种中低压线路多功能自动换相系统，其特征在于：所述执行模块还包括温度传感器、过热报警装置；所述温度传感器检测所述电子换相开关的温度，所述主控制器判断所述温度传感器检测的温度是否大于一个预设温度，是则驱动所述过热报警装置报警。
7.一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，所述中低压线路多功能自动换相系统应用在一个配电台区内，其特征在于：
所述换相系统包括设置在台区变压器端的主控模块、设置在用户端的多个执行模块；
每个执行模块对应并联的多家用户；其中，
所述主控模块包括主控制器、三相电流采样单元；所述三相电流采样单元用于实时检测变压器输出的三相电流IA、IB、IC；所述主控制器先根据所述三相电流IA、IB、IC计算三相不平衡度σ，σ＝((Imax-Imin)/Imax)×100％，其中，Imax为三相电流IA、IB、IC中的最大值，Imin为三相电流IA、IB、IC中的最小值，再判断三相不平衡度σ是否达到一个预设三相不平衡度，是则继续判断三相不平衡度σ达到所述预设三相不平衡度的持续时间是否达到一个预设时间一，是则计算切换方案，输出切换命令；
每个执行模块包括电子换相开关，所述电子换相开关根据所述切换命令，在变压器的供电三相中选择与所述切换命令相对应的一相，给与所述执行模块相对应的多家用户供电；
所述换相方法包括：
(1)所述主控制器根据所述三相电流采样单元实时检测的三相电流计算出变压器的三相不平衡度；
(2)所述主控制器判断所述三相不平衡度是否达到一个预设三相不平衡度，是则继续判断所述三相不平衡度达到所述预设三相不平衡度的持续时间是否达到一个预设时间一，是则计算切换方案，输出切换命令；
(3)所述电子换相开关根据所述切换命令，在变压器的供电三相中选择与所述切换命令相对应的一相，给与所述执行模块相对应的多家用户供电；
其中，每个执行模块还包括电压采样单元、老化报警装置和执行控制器，所述电子换相开关闭合后，其电压在一个预设时间二内波动，且在所述预设时间二后达到平稳；所述电压采样单元检测所述电子换相开关闭合后在所述预设时间二内的峰值电压，和在所述预设时间二后达到平稳时的平稳电压；所述执行控制器判断所述峰值电压和所述平稳电压的电压差是否超过一个预设电压差，是则所述执行控制器驱动所述老化报警装置报警；
所述切换方案为针对当前不平衡情况进行换相开关切换组合对比：按照A、B两个约束条件进行筛选，A：达到最佳三相平衡；B：切换方案所需的切换动作次数最少；
同时，为了增强换相切换对三相平衡的预测调节能力，调节分为预测性切换和临时性切换；预测性切换：在三相不平衡尚未达到切换设定临界值前的主动切换；通过统计较长时间内的用电曲线情况，掌握规律性的不平衡发生信息，预测性地计算不平衡的规律发生情况，提前切换，限制不平衡的发生；临时性切换：针对无规律的临时性发生的不平衡，达到设定值时，临时所做的换相调整。
8.根据权利要求7所述的一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，其特征在于：所述主控模块还包括三相电压采样单元一和线路报警装置，所述三相电压采样单元一检测在所述换相系统在空载时变压器侧输出的三相电压UA1、UB1、UC1和带载时变压器侧输出的三相电压UA2、UB2、UC2；每个执行模块还包括三相电压采样单元二，所述三相电压采样单元二检测在所述换相系统在空载时电子换相开关侧输出的三相电压UA3、UB3、UC3和带载时电子换相开关侧输出的三相电压UA4、UB4、UC4；
所述主控制器判断UA1和UA3的电压差，UA2和UA4的电压差是否均超过一个预设电压差一，是则驱动所述线路报警装置针对A相线路报警，还判断UB1和UB3的电压差，UB2和UB4的电压差是否均超过一个预设电压差二，是则驱动所述线路报警装置针对B相线路报警，还判断UC1和UC3的电压差，UC2和UC4的电压差是否均超过一个预设电压差三，是则驱动所述线路报警装置针对C相线路报警。
9.根据权利要求7所述的一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，其特征在于：每个执行模块还包括电量计量装置，所述主控模块还包括窃电报警装置；所述电量计量装置计量所述预设时间二内与所述执行模块相对应的多家用户的总用电量，所述主控制器判断所述总用电量与用户端的抄表电量的电量差是否超过一个预设电量差，是则驱动所述窃电报警装置报警。
10.根据权利要求7所述的一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，其特征在于：每个执行模块还包括超级电容、掉电报警装置、电压采样单元、执行控制器；所述电子换相开关的输出端连接一个分支箱，所述分支箱的输出端接入与所述执行模块相对应的多家用户；所述电压采样单元检测所述电子换相开关的电压、所述分支箱输出端的电压，所述执行控制器判断所述电压采样单元检测电压是否小于一个预设电压，是则驱动所述超级电容电性连接的掉电报警装置报警。
11.根据权利要求7所述的一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，其特征在于：所述主控模块还包括三相电压采样单元，每个执行模块还包括单相电压采样单元、单相电流采样单元、相序错误报警装置；所述三相电压采样单元检测变压器输出的三相电压UA1、UB1、UC1，所述单相电压采样单元检测所述电子换相开关依次换相至A相、B相、C相时所述电子换相开关的电压UA2、UB2、UC2；所述单相电流采样单元检测所述电子换相开关依次换相至A相、B相、C相时通过所述电子换相开关的电流IA1、IB1、IC1；
所述主控制器判断UA1、UB1、UC1相互的电压差是否大于一个预设电压差一，是则：进一步判断UA1和UA2的电压差，UB1和UB2的电压差，UC1和UC2的电压差是否分别小于一个预设电压二，一个预设电压三，一个预设电压四，否则驱动所述相序错误报警装置报警；否则：判断在一个预设时间二IA和IA1，IB和IB1，IC和IC1的电流差是否分别小于一个预设电流差二，一个预设电流差三，一个预设电流差四，否则驱动所述相序错误报警装置报警。
12.根据权利要求7所述的一种中低压线路多功能自动换相系统的换相方法，其特征在于：所述执行模块还包括温度传感器、过热报警装置；所述温度传感器检测所述电子换相开关的温度，所述主控制器判断所述温度传感器检测的温度是否大于一个预设温度，是则驱动所述过热报警装置报警。
一种中低压线路多功能自动换相系统及其换相方法
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具体实施方式
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