[发明专利]一种分布式的三相负荷自动平衡装置

权利要求书

1.一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，包括：总控制单元、三相子结点单元和换相电源单元；

所述总控制单元用于配电侧区域范围内三相不平衡度测量，总控制单元连接在低压总配电侧输出端，包括电压电流采集电路、通讯单元和显示单元；所述电压电流采集电路，包括三相电压电流信号和零线电压电流信号采集共八路信号采集，将模拟信号转换为可以计算的数字信号，连接在所述配电总控制单元电压输出侧；所述通讯单元负责发送总控制单元的控制指令；所述显示单元通过配电总控制单元控制显示当前各项电能质量参数；

所述三相子结点单元用于台区范围内的信号采集，低压总配电侧输出端下接N个三相子结点单元，三相子结点单元的输出端接四线端接口，下属的单元取单相电压；包括子结点控制单元、电压电流采集电路、通讯单元和信息存储单元，所述信息存储单元存储子结点控制单元下的各相电流电压信号以及下属换相电源单元的信息；

所述换相电源单元为所述一种分布式的三相负荷平衡装置的核心，用于提供换相过程中保证负荷正常工作的替代电源，所述换相电源单元安装在所述三相子结点控制单元与用户侧之间，所述换相电源接包括一个四线输入端口和一个两端的输出端口；包括控制单元、通信单元、AC-DC整流电路，DC-AC逆变电路，滤波网络，可调式升压变压器以及开关组单元；换相电源在接收到换相指令时进入工作模式，在换相完成和未接收到换相指令时退出工作模式。

2.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，其控制结构包括三层控制单元，第一层控制为总控制单元，负责整个台区的控制指令；第二层控制为三相子结点控制单元，负责台区下属区域的控制指令；第三层控制为单相电用户侧控制单元（换相电源控制单元），负责接收控制指令并执行换相。

3.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，还包括通讯单元，所述通讯单元分别连接在所述台区总控单元和所述单相电用户侧控制单元，分别负责发送总控单元的控制指令和接收台区总控单元的指令。

4.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，还包括数据处理单元，所述数据处理单元将所述台区总控单元和各个三相子结点控制单元采集到的数据进行存储、计算；当台区内三相不平衡超过设定值时，数据处理单元经过分析，得出需要换相的结果并生成换相指令。

5.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，所述换相电源单元的各个部分的连接方式为，四线端入口分别接一个开关元件，以此把换相电源接在不同的相上，将三相电压上开关的另一端连接在一起与零线上开关的一端分别作为升压变压器的两个输入端；升压变压器输出端接整流电路，整流电路输出经过电容滤波接逆变电路，所述逆变电路输出连接LC滤波网络，输出端各连接一个开关，将开关的输出端连接到两端接线口，连接负载。

6.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，还包括定时单元，电压电流采集单元由定时单元触发，在保证数据有效的前提下，进行有间隔的采样。

7.根据权利要求1所述的一种分布式的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，所述换相电源单元还包括相位信号提取电路，包括三相电压信号采集，过零比较器，施密特触发器，用于提取各相电压的相位信号。

8.根据权利要求1所述的三相负荷自动平衡装置，其特征在于，所述换相电源单元DC-AC逆变电路包括四个MOS管或其他功率开关管，连接在所述DC-DC整流电路之后。

9.根据权利要求2所述的单相电用户侧控制单元，其特征在于，还包括锁频锁相单元，将所述施密特触发器整形后的相位信号送入控制器，所述控制器通过改变驱动信号改变逆变电压的相位。