[发明专利]三相不平衡和低电压治理装置、系统及补偿回路投切方法

说明书

技术领域

本发明涉及三相不平衡和低电压治理装置、系统及补偿回路投切方法，属于电网无功补偿、三相不平衡和低电压治理技术领域。

背景技术

随着国民经济和科学技术的高速发展，居民的生活水平得以快速提高，各种先进的现代化家用电器迅速走入家庭，居民的用电负荷也随之增加，目前居民所使用的家用电器与以往所使用的已有很大的不同，过去仅仅是白炽灯、电饭锅、电炒锅，而现在是节能灯、电冰箱、吸油烟机、液压电视、空调、电磁炉、洗衣机等各种家用电器，从用电负荷性质的角度说有本质上的区别，过去用电是阻性负荷(功率因数：COSФ＝1)，而现在用电趋于感性负荷(功率因数：COSФ≤0.5)。这就需要无功补偿以提升功率因数。

此外低压电网三相不平衡一直就是困扰供电单位的主要问题之一，在城市民用电网和农用电网中由于大量单相负荷的存在，三相间的电流不平衡现象尤为严重。三相负荷不平衡，轻则降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，可能造成某相导线烧断、开关烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。

三相不平衡具体会对线路或者设备造成以下影响：

1、线路损耗与通过电流的平方成正比。三相负载不平衡使得线路损耗大大增加，如某相电流为3A，其余电流为0，如能平均分配到三相变为每相1A，则线损将降为原线损的1/3，此外如考虑三相不平衡还会导致中性线有电流，使中性线也产生损耗，线损会下降更多。

2、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在负载容量相同时，其铜耗和铁耗是和不平衡度成正比的。

此外配电变压器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，严重时可导致配变发热甚至烧损。

3、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发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化，导致设备寿命降低。

4、三相负载不平衡时，配电变压器各相输出电流就不相等，其内部三相压降就不相等，这必将导致配电变压器输出电压三相不平衡。同时三相负载不平衡时，中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降，从而导致中性点漂移，致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低，而负载轻的一相电压升高，容易造成电压高的一相所接用电设备烧坏，而电压低的一相所接用电设备则可能无法使用。

智能无功补偿控制器适用于低压配电系统，可广泛用于户外台式变压器、室内配电站、箱式变电站以及冶金、机械、矿山、铁路、化工等企业或者低压用户进行无功功率自动跟踪补偿控制。控制器主要是用于控制电容器组的投切，对电网的无功功率进行补偿控制，以达到提高功率因数和提高变压器的负载能力等目的。控制方式一般分为三相共补型、三相分补型、三相共补+分补混合型三种。如申请号为02256020.3，实用新型名称为《智能分相电容补偿配电装置》的中国专利申请文件，其公开了一种无功补偿装置，采样单元采集三相的电流和电压并将采集信息输出给控制单元，控制单元根据接收到的信息作出无功补偿的判断，然后控制相应的电容器投切。该申请并没有给出一种有效的无功补偿装置，而且它不能解决三相不平衡和低电压问题。

发明内容

本发明的目的是提供三相不平衡和低电压治理系统及补偿回路投切方法，用以进行无功补偿、三相不平衡和低电压治理。本发明同时提供一种三相不平衡和低电压治理装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种无功补偿、三相不平衡和低电压治理系统，包括用于采集三相电流和电压的采集单元、控制单元和不平衡补偿单元，所述不平衡补偿单元包括任两相之间均连接的至少一条补偿线路，补偿线路上串设有不平衡补偿电容和控制开关；所述控制单元控制连接所述控制开关。

所述任两相之间均连接有两个所述补偿线路。

所述无功补偿、三相不平衡和低电压治理系统还包括分相补偿单元，所述分相补偿单元包括若干个分相补偿电容。

一种上述的无功补偿、三相不平衡和低电压治理系统的不平衡补偿电容投入方法，任两相之间连接的补偿线路包括第一补偿线路，第一补偿线路上串接的不平衡补偿电容为第一不平衡补偿电容，所述投入方法的步骤为：