CYCR5500换相开关式三相不平衡治理装置技术规范书

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一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910594727.X(22)申请日 2019.07.03(71)申请人青岛鼎信通讯股份有限公司地址 266024 山东省青岛市市南区宁夏路288号六号楼5层(72)发明人蔡雄　张良　国玉刚　王潇　台勇冠　靳俊杰　臧洪伦　谢堂林　(74)专利代理机构济南信达专利事务所有限公司 37100代理人蒋青言(51)Int.Cl.H02J 3/26(2006.01)(54)发明名称一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法(57)摘要本发明提供一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，涉及配电系统三相负荷调节技术领域。

本发明以降低台区不平衡度为目标，提出一种将分相算法、动态规划以及贪婪算法相结合的换相开关调度算法。

该算法每隔一段时间对三相系统的不平衡度进行评估，评估结果需换相时则启动分相算法进行优化得到换相开关动作序列，并将该优化效果进行判断，以决定是否启用贪婪算法，将贪婪算法优化效果与分相算法优化效果对比选取更优的换相序列。

最后将换相命令发送给换相开关执行。

由于多级算法的设计，可以较大限度地避免动态规划或贪婪算法陷入局部最优的弊端，运行更为稳定，显著降低三相不平衡度，为配电网的安全、稳定及经济运行提供了良好的解决方案。

权利要求书3页说明书7页附图4页CN 110380434 A 2019.10.25C N 110380434A1.一种基于换相开关的三相不平衡自动调节算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：启动主控终端T1及换相开关，检测主控终端T1运行是否正常，若工作正常则进入步骤2，否则闭并锁控制器，并记录故障原因上传主站；步骤2：设定三相电流不平衡阈值B th，超限次数阈值N Bth，负载率阈值R th，负荷状态检测间隔时间t1，超限次数N th初始化为0，变压器额定电流I N；步骤3：将主控终端T1安装于变压器侧，外接三相四线供电，并外接电流互感器CT检测变压器出线侧各相总电流I A、I B、I C；计算当前平均电流及三相电流不平衡度：I av＝(I A+I B+I C)/3B＝[max(I A,I B,I C)-min(I A,I B,I C)]/max(I A,I B,I C)计算当前负载率：R＝max(I A,I B,I C)/I N其中，I N为变压器额定电流步骤4：如果当前电流三相不平衡度B>＝B th且R>＝R th，则超限次数N th加1并执行步骤5，若未超出阈值则N th＝0，并等待时间间隔t1后继续执行步骤3；步骤5：将超限次数N th与超限次数阈值N Bth进行比较，若超出阈值则执行步骤6并将超限次数N th重置为0，若未超出则等待t1执行步骤3；步骤6：换相开关S1...S i...S N(N为换相开关数量)，安装于单相用户侧，进线为三相四线，出线与用户单相线连接，检测该换相开关的负载电流I Si；主控终端T1通过Lora或载波与换相开关S i通信，获取换相开关S i所在当前相位P i、负载电流I Si、故障状态数据；计算各相需要补偿的电流I A_comp、I B_comp、I C_comp：I A_comp＝I av-I A；I B_comp＝I av-I B；I C_comp＝I av-I C剔除故障的换向开关并计算各相可调电流I A_adj、I B_adj、I C_adj：其中，各相可调节电流指连接无故障换相开关的负载电流总和，N A、N B、N C分别是当前相接入的无故障换相开关数量；计算各相不可调电流I A_Nadj、I B_Nadj、I C_Nadj：I A_Nadj＝I A-I A_adj；I B_Nadj＝I B-I B_adj；I C_Nadj＝I C-I C_adj其中，不可调节电流指未接入换相开关或接入故障换相开关的负载电流和；步骤7：判断不可调节电流大于平均电流的相数k并记录所对应的相，启用分相算法，并记录最终的换相开关的动作序列S eq；步骤8：根据分相算法优化的开关动作序列S eq计算三相不平衡度B opt，B th_gre为贪婪算法启用阈值，若B opt>B th_gre且不可调节电流大于平均电流的相数k<2，则启用贪婪算法，记录最终的换相开关的动作序列S eq_gre，根据贪婪算法优化的开关的动作序列S eq_gre，计算三相不平衡度B min；步骤9：若执行分相算法后的B opt与执行贪婪算法后的B min相比，若B opt>B min，则采用贪婪算法生成的开关动作序列S eq_gre，否则采用分相算法生成的开关动作序列S eq；步骤10：主控终端T1通过载波或Lora无线模块将优化结果即开关动作序列发送给换相开关；步骤11：换相开关通过Lora或载波通信接收主控终端T1的命令并执行换相，并将换相结果通过Lora或载波通信反馈给主控终端T1。

基于换相开关与能源控制器的三相不平衡治理研究

应用技术 Applied Technology
文章编号：1674-9146渊圆园21பைடு நூலகம்06原园62原园3
基于换相开关与能源控制器的三相不平衡治理研究
于振超，朱德良，孟令欣，滕培青
（中电装备山东电子有限公司，山东济南 250109）
摘要：为落实各电力公司配电网精益化管理工作要求，针对配电台区三相负荷不平衡问题，提出将能源控制器与换相开关结合，治理低压配电台区中出现的动态化、随机性的三相负荷不平衡。能源控制器与换相开关相结合的调节系统能够在控制端实时监控换相开关的状态并将相关数据上报至服务器，方便主站用户查看。换相开关能够在配电末端实时采集用户的相关电量信息，执行能源控制器的换相策略，从用户侧根本解决三相负荷不平衡问题。关键词：三相负荷不平衡；能源控制器；换相开关；低压配电中图分类号：TM714 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2021.06.062
表 1 换相后三相不平衡度统计表
组别相序
负载数
负载初始制造换相后
占比不平衡度不平衡度
/% /%
/%
A相
8
33.33
一组 B相
8
33.33 23
6.3
C相
8
33.33
A相
10
41.67
二组 B相
8
33.33 40
5.4
C相
6
25
A相
10
41.67
三组 B相
7
29.17 25.2
10.6
C相
7
电流的应用研究[J].高压电器,2016,52(5):48-53.
[3] 张沈习,程浩忠,邢海军,等.配电网中考虑不确定性的分布式

CQC1462222018换相开关型三相负荷不平衡自动调节装置子单元

产品性能安全认证规则CQC 13-462226-2018 换相开关型三相负荷不平衡自动调节装置子单元-换相开关性能安全认证规则Safety and Performance Certification Rules for Commutation Switch - Subunit of Commutation Switch Type Three-phase Load Unbalance Automatic RegulatingEquipment2018年5月10日发布 2018年5月10日实施中国质量认证中心前言本规则由中国质量认证中心发布，版权归中国质量认证中心所有，任何组织及个人未经中国质量认证中心许可，不得以任何形式全部或部分使用。

制定单位：中国质量认证中心起草单位：中国质量认证中心、上海电器设备检测所、天津天传电控设备检测有限公司、国网电力科学研究院实验验证中心、浙江方圆电气设备检测有限公司、浙江省机电产品质量检测所、山东省产品质量检验研究院、中检质技检验检测科学研究院有限公司、南京鼎牌电器有限公司、浙江亿安电力电子科技有限公司、杭州得诚电力科技股份有限公司、浙江天正电气股份有限公司、北京波粒智电科技有限公司、上图电气有限公司、费籁电气（上海）有限公司、威腾电气集团股份有限公司。

主要起草人：陈剑、赵晓华、章克强、王鹏、顾栋杰、吴卫东、王国忠、高永乐、叶健成、张春香、朱明华、袁科锋、袁萍平、易颖、蔡晓玮、丛林、甘长英、曾征、陈庆峰、邱永露、李帮家、邓燕森、邓焱、叶晓朋、李稳良、季洪顺。

1.适用范围本规则适用于额定频率50Hz，额定电压不超过400V，额定电流不超过250A的换相开关。

2.认证模式认证模式：产品型式试验+初次工厂检查+获证后监督。

认证的基本环节包括：a.认证的申请b.产品型式试验c.初始工厂检查d.认证结果评价与批准e.获证后的监督f.证书到期复审3.认证申请3.1.认证单元划分认证单元划分的基本原则：原则上，委托人（申请人）相同、生产者（制造商）相同、生产企业（生产厂）相同、型号相同、结构相同的产品为一个申请单元。

技术规范书-三相负荷不平衡自动调节装置

低压三相负荷不平衡自动调节装置入围竞争性谈判技术条件书（技术规范专用部分）第1部分：通用技术规范1范围本规范规定了 400V 配电网三相负荷平衡调节装置技术参数、试验项目、方法及要求。

本规范适用于额定频率为50Hz,电压等级为400V,不平衡负荷电流调节范围为0〜150A 、适用于400kVA 以下的配电变压器三相负荷不平衡自动调节，装置要求采用新型电力电子器件 IGBT 、电力电子技术等实现配网三相负荷平衡调节，其主要功能包括：三相负荷平衡调节和动态无功踉踪补偿。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。

电工术语基本术语电工术语电气继电器[IEC 6005 （IEV446）： 1977] 电工术语电力半导体器件电工术语电力电子技术（IEC 60050-551： 1998，IDT ）电气控制设备3术语和定义GB 1094.1-1996、GB/T 2900.15、GB 10230.1-2007中确立的及以下术语和定义适用于本标准。

3.1 400V 配电线路三相负荷平衡调节装置400V 配电网三相负荷平衡调节装置，是一种利用IGBT 技术、电力电子技术等多种技术融合，三相负荷平衡调节装置在带电瞬间就能根据采样分析出三相间的负荷不平衡情况，运算GB/T 2900.1-1992 GB/T 2900.17-1994GB/T 2900.32-1994GB/T 2900.33-2003 GB/T 3797-2005 GB50052-95 GB50054-95 GB 4208-1993 GB/T 7261-2000 GB 9969.1-1998 GB/T 14549-1993 GB/T12325-2003 GB12326-2000 GB/T15543-1995 GB/T15945-1995 GB/T 15576-1995 IEC61642 IEC61000 JB/T 7828-1995JB/T 9568-2000供配电系统设计规范低压配电设计规范外壳防护等级（IP 代码）（IEC 60529： 1989）继电器及装置基本试验方法工业产品使用说明书总则电能质量公用电网谐波电能质量供电电压允许偏差电能质量电压波动与闪变电能质量三相电压允许不平衡度电能质量电力系统频率允许偏差低压无功功率静态补偿装置总技术条件受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用电磁兼容（EMC ）继电器及其装置包装贮运技术条件电力系统继电器、保护及自动装置通用技术条件出需要补偿的电流值和相位，由信号发生器发出信号给IGBT驱动，产生一个满足要求的电流信号送入到系统中，实现三相负荷平衡调节。

三相不平衡调节装置技术方案讲解

三相不平衡调节装置方案1产品研发背景目前，在国家电网公司中、低压配电网系统中，存在着大量的单相、不对称、非线性、冲击性负荷，三相负荷系统是随机变化的，这些负荷会使配电系统产生三相不平衡，三相负荷不平衡会导致供电系统三相电压、电流的不平衡，弓I起电网负序电压和负序电流，影响供电质量，进而增加线路损耗，降低供电可靠性。

三相不平衡治理装置是专门针对上述问题而研发的一款产品，不同于传统的治理装置，它融合了半导体器件与接触器开关的优点，能够避免接触器开关在负荷投切瞬间产生的较大涌流和开通、关断时间间隔长的问题使负载用户在负载换相投切过程中可正常供电；也能避免半导体器件长期运行带来的发热问题。

配网三相不平衡治理装置的应用，将大幅提高配网运行稳定性和智能化，可对国网公司提出的建设坚强智能电网的要求起到很好的支撑作用。

2产品技术参数3技术方案3.1总体方案三相不平衡调节装置主要由主控制器与换相开关组成。

主控制器是整个装置的控制核心，换相开关是装置的执行机构，它们之间通过GPRS5线通讯进行信息交互，相互配合完成对配网三相不平衡问题的治理。

装置系统示意图如下所示。

主控制器是整个装置的控制终端，每套装置只有一个主控制器。

它负责采集整个装置的各种状态信息和数据，通过逻辑运算发出各种指令完成整个装置的操控。

它检测配网总线的电压信号；接收换相开关上传的负载电流数据，计算负载平衡度及分布情况，通过分析计算给各个换相开关发出换相命令；接收换相开关上传的运行状态和故障信息，然后做出相应的控制操作。

换相开关是装置的分支和执行机构，根据配变的容量与负载的分布情况不同可灵活选择换相开关的容量和数量。

它负责采集负载电流数据，与自身的状态信息一起通过GPR就线通讯上传给主控制器；接收主控制器的换相命令进行换相操作；接收主控制器的故障保护命令进行相应的操作；显示自身的运行状态信息。

每套三相不平衡调节装置只有一个主控制器，但换相开关的数量是不定的，根据现场应用情况的不同，配备数量不等的换相开关。

换相开关式三相不平衡治理装置

一、概述在0.4KV低压三相四线制城网和农网供电系统中，用电负荷大多为单相负荷。

用电的不同期及用电量大小的差异，致使按三相户数平均设计的台区配网在实际运行中存在严重的不平衡状况，绝大多数台区三相不平衡度严重超标。

GDCR5500换相开关式三相不平衡治理装置是一种实时、智能的自动负荷调控系统，对单相负荷进行有载换相调度，完美有效地解决低压配网三相不平衡问题。

GDCR5500换相开关式三相不平衡治理装置由主控器GDCR5500-BMC和换相器GDCR5500-PEX组成。

主控器GDCR5500-BMC负责采集台区实时负荷数据；分析各换相器的负荷电压、电流；形成并发送指令到换相器。

换相器GDCR5500-PEX接受主控器的指令并执行指令。

主控器与换相器之间通过230MHz无线通信。

可根据台区变压器容量及不平衡的严重程度，配置一台主控器及若干台换相器。

换相器是一种安装于三相四线制配网系统中将单相负荷在三相之间无中断供电切换装置，与本系统的台区主控器配合使用，解决配网中三相负荷不平衡问题。

二、仪器特点1，独特的0毫秒无缝换相技术，带载换相不中断供电、无电压跌落、无涌流，对敏感性负荷无影响；相间互锁，无相间断路风险。

换相时间0毫秒，换相时间精准可控。

换相过程由电力电子器件完成，不产生电弧；换相结束后由永磁开关保持稳态，无损耗。

2，换相过程无涌流，换相平稳可靠。

由于换相时间为0毫秒，换相过程仅在两相电压相等的时刻相位跳变120°，属于自然换相，因此无电压突变、无涌流。

3，精准定位换相器，确保配网各支路逐段平衡。

独有的逐段压降综合算法，精准判定线路最不平衡位置，优先调整与线路不平衡度极值处最近的换相器，由此可确保线路每处的平衡度最优，确保全网逐段平衡。

更加有效的降低中性线电流，提高末端供电电压。

4，对各类用电设备无不良影响。

等电压0毫秒无缝换相技术，不会造成供电中断和电压暂降，完全不影响用户用电；对感性、容性、阻性负载均可稳定可靠换相。

快速换相开关三相不平衡治理技术

快速换相开关三相不平衡治理技术【引言】快速换相开关三相不平衡治理技术是一种利用电力电子技术对三相电网中的不平衡问题进行有效治理的技术手段。

在电力系统中，三相电潮流不平衡会导致电压波动、电力损耗增大、设备寿命缩短等一系列问题，严重影响着电能质量和供电可靠性。

为了解决这些问题，快速换相开关技术应运而生。

本文将深入探讨快速换相开关三相不平衡治理技术的原理、优势、应用以及未来的发展前景。

【正文】1. 快速换相开关三相不平衡治理技术的原理快速换相开关技术利用电力电子器件对三相电流进行实时监测，并快速对不平衡电压进行调整，以实现三相电潮流的平衡。

主要包含两个阶段的操作：监测阶段和控制阶段。

在监测阶段，通过采集电网中三相电流的信息，计算分析得到不平衡情况的指标，如负序电压、贫余电流等。

在控制阶段，根据监测得到的指标，通过快速开关电路对不平衡电压进行调整，以实现三相电潮流的平衡。

2. 快速换相开关三相不平衡治理技术的优势(1) 高速响应：快速换相开关技术能够在毫秒级别对电网中的不平衡问题做出响应，有效地提高了电力系统的动态稳定性。

(2) 高效能耗：相比传统的不平衡治理技术，快速换相开关技术能够更准确地对电网进行控制，减少能量损耗。

(3) 灵活性强：快速换相开关技术可以适应多种负荷条件下的操作，并能够根据电网的实时状态进行主动调整，提高电力系统的灵活性。

3. 快速换相开关三相不平衡治理技术的应用快速换相开关技术在电力系统中的应用具有广泛的前景。

在分布式电源接入电网时，由于分布式电源的随机性和不可预测性，很容易引起电网的不平衡。

快速换相开关技术可以通过对分布式电源进行精确控制，快速消除电网不平衡，并保证供电的可靠性和稳定性。

该技术还可以应用于电网调度、电压控制、电能质量改善等方面，提高电力系统的运行效率和质量。

4. 快速换相开关三相不平衡治理技术的发展前景随着电力系统的规模和复杂程度的不断增加，电网负荷变化的波动性也越来越大，导致三相不平衡问题日益突出。

EOCR电动机保护器的三相不平衡功能设置方法

众所周知，电机在运行中由于负载过重、定子转子故障或操作维护不当等原因，经常会产生三相电流不平衡的现象。

电机在三相电流不平衡状态下使用，会对电机产生振动、绝缘击穿、增加设备损耗等危害。

施耐德EOCR电动机保护器智能型全系列标配三相电流不平衡保护功能，从而很好的保证了电机的正常运行。

但是在使用中我们发现，经常会有操作人员问到三相电流不平衡率的整定方法。

在这里，我做一下详细说明：
1.三相电流不平衡率的计算方法
电流不平衡率%=(最大相电流－最小相电流）÷最大相电流×100%
2.三相电流不平衡保护功能的设置方法
在正常显示界面下，按键，找到参数，按键
使显示值闪烁，按键将“50”改为需要设置的值，然后按保存，按
键复位即可。

三相电流不平衡率的可设置范围：10〜50
带有该功能的型号有：EOCR-3DM2/FDM2、EOCR-3MZ2/FMZ2、EOCR-3BZ2/FBZ2、EOCR-i3DM/iFDM、i3MZ/iFMZ、i3MS/iFMS、i3M420/iFM420、i3BZ/iFBZ、EOCR-3DE/FDE、EOCR-3MZ\FMZ、EOCR-3E420\FE420、EOCR-PMZ\PFZ、EOCR-ISEM、EOCR-MME。

另外，我公司还提供EOCR-SS、EOCR-DS、EOCR-AR、EOCR-SE2、EOCR-SSD、EOCR-EUCR、EOCR-SDDR、EOCR-EGR、3CT、ZCT等施耐德EOCR全系列产品的销售与技术服务。

hytpe系列等零换相开关型三相负荷不平衡自动调节装置企业标准v1.32

5.4.6、智能控制终端事件记录
智能控制终端存储装置本身事件信息及换相开关事件信息，能够在事件信息菜单界面中显示。
、
智能控制终端与等零换相开关均设有通讯接口进行数据与命令的传输，通讯方式可采用载波或无线通讯方式。
智能控制终端应能通过通讯接口获取各等零换相开关采集的电量数据，发送控制指令给相应等零换相开关。
5.2.4、
a)装置在运输中允许的环境温度为-40℃～＋70℃，相对湿度不大于85%；
b)装置在贮存中允许的环境温度为-40℃～＋70℃，相对湿度不大于85%；
在不施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化。温度恢复后，装置性能应符合、的规定。
5.2.5、
a)使用地点不应含有爆炸危险的物质，周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质，不应有严重霉菌存在；
在通讯状态下，智能控制终端功耗增量应不大于15VA。
b)等零换相开关：
功耗不大于3VA。
5.3.3、
a)交流电流回路：
1——加载1.2倍额定电流应能连续工作；
2——加载1.5倍额定电流持续10 s应无绝缘损坏。
b)交流电压回路：
3——1.2倍额定电压连续工作；
4——s应无绝缘损坏。
5.4、
HYTPE系列等零换相开关型三相负荷不平衡自动调节装置（低压负荷自动换相装置），一种治理10/0.4kV低压配网三相不平衡的装置，三相负载自动平衡系统由智能控制终端和等零换相开关组成，智能控制终端根据0.4kV系统负荷不平衡情况，重新分配单相负荷所在相序，将部分重载相负荷切换至轻载相，将单相负荷均衡分布在A、B、C相中。
GB/T 17626.11-2006 电压暂将、短时中断和电压变化抗扰度试验
GB/T 17626.12-2006 振荡波抗扰度试验

《换相开关型三相负荷自动调节装置技术规范》-换相开关专用部分

国网山东省电力公司
换相开关型三相负荷自动调节装置
换相开关
专用技术规范
单位：国网山东省电力公司
编制日期：2017年9月
1.主要技术参数
主要技术参数表1是国网山东省电力公司对采购设备的基础技术参数要求，在招标谈判过程中，投标人应依据招标文件，对技术参数特性表中标准参数值进行响应。

三相不平衡调节装置换相开关的技术参数特性见表1。

表1 主要技术参数表
2.环境适应性要求
具体的使用环境条件见表2。

特殊环境要求根据项目情况进行编制。

表2 使用环境条件表
3.单套装置组件材料配置表
备注：厂家负责提供全套装置所需的所有配件，并负责配送、安装。