[发明专利]一种三相不平衡换相系统及其换相方法

权利要求书

1.一种三相不平衡换相系统，其特征在于：包括控制模块和执行模块，所述控制模块包括数据处理及控制单元，所述数据处理及控制单元还连接有第一通讯单元及第一电流采集单元，第一电流采集单元用于采集支线侧的电流；所述执行模块包括与第一通讯单元进行通信的第二通讯单元，与第二通讯单元连接的执行控制单元和换相开关，执行控制单元还连接有第二电流采集单元，第二电流采集单元用于采集负荷侧的电流，所述换相开关设置在负荷侧，在接收到数据处理及控制单元的换相控制命令后将执行在线自动换相；

所述在线自动换相的方法包括在采集支线侧三相电流的同时，采集负荷侧三相电流，当控制模块设置为总线控制策略时，并当总线三相不平衡度大于预先设定值时，则通过执行模块执行总线在线自动换相，当控制模块设置为支线控制策略时，并当支线三相不平衡度大于支线预先设定值时，则通过执行模块执行支线在线自动换相；

数据处理及控制单元存储有总线不平衡度预先设定值和各支线不平衡度预先设定值；数据处理及控制单元接收第一电流采集单元采集到的各支线侧的电流值和每条支线下的所有负荷侧的第二电流采集单元的电流值，当控制模块设置为总线控制策略时，数据处理及控制单元通过第一电流采集单元采集的各支线侧电流情况计算总线不平衡度，当总线不平衡度大于预先设定值时，数据处理及控制单元将获取的所有支线下的第二电流采集单元采集的负荷侧的电流进行综合处理计算，得出负荷侧的换相开关的换相指令，然后数据处理及控制单元将该换相指令传输给第一通讯单元，第一通讯单元传输给第二通讯单元，第二通讯单元传输给执行控制单元，执行控制单元控制所有支线下安装在负荷侧的换相开关执行在线自动换相动作；当控制模块设置为支线控制策略时，数据处理及控制单元监测到某一条支线的电流不平衡度超出预先设定值后，数据处理及控制单元接收某一支线下的所有负荷电流，通过综合处理计算，得到换相指令，会将该换相指令传输给第一通讯单元，第一通讯单元传输给第二通讯单元，第二通讯单元传输给执行控制单元，执行控制单元控制该条支线下的安装在负荷侧的所有换相开关执行在线自动换相动作；

所述总线在线自动换相和支线在线自动换相的方法具体包括步骤：

S1，计算理想情况下,n个负载电流值I_Li均衡分配在三相上,每一相应分配的理想电流值I_ideal；

然后将采集到的n个负载电流值平均地分成A、B、C三组，使得每一组电流之和I_ideal的差平方最小；

S2，找到第A组的所有组合具体方法为：

1)，将未被分配的所有负载电流值按从大到小的顺序进行排序；

2)，找到最大的负载电流值I_Lmax，如果I_Lmax＝I_ideal，则直接将I_Lmax单独分成一组，加入分组结束；如果I_LmaxI_ideal，按以下步骤i，ii，iii为A组选择是否有新的负载电流值可以加入：

i)令i＝0,delta_i＝I_ideal和sqrt_i＝(I_ideal)²；

ii)在未被分到第k组的负载电流内找到比delta_i大的最近的电流I_d和比delta_i小或等于的最近电流I_x，此时，计算(delta_i-I_d)²和(delta_i-I_x)²；

若(delta_i-I_d)²〉(delta_i-I_x)²，则I_x分到第A组，i自增1；

若(delta_i-I_d)²＝(delta_i-I_x)²，则将I_d和当前A组下的电流值加入同时把I_x分到第A组，i自增1，继续计算delta_i＝delta_i-1-I_x和sqrt_i＝(delta_i-1-I_x)²；

按照ii计算下去，直至不能同时找到I_x和I_d，转到iii；

iii)若只找到I_x,则将I_x加入到第A组；

若只找到I_d，计算(delta_i-I_d)²和(delta_i)²,若(delta_i-I_d)²＝(delta_i)²,则将I_d和当前A组下的电流值加入若(delta_i-I_d)²(delta_i)²,则将当前的A组加入

若不存在I_d和I_x,则将当前的A组加入

最后得到第A组的所有可能组合

S3，除去第A1组的电流，剩下的电流按步骤S2的方法继续分组，产生第B组的电流组合有B11，B12，B13，…,B1k₁；

S4，对里其它元素A2，…，Am，再一次执行步骤S3，得到第B组的所有电流组合

其中，和产生的组合电流为已分配的电流，剩下的电流就组成第C组的电流，根据和的所有组合，就可以产生第C组的所有电流组合

比较上述步骤中产生的所有组的(∑I_A-I_ideal)^2+(∑I_B-I_ideal)^2+(∑I_C-I_ideal)^2，选择值最小的组作为结果组，其中∑I_A为第A组里的所有电流之和，∑I_B为第B组里的所有电流之和，∑I_C为第C组里的所有电流之和；

S5，将第A组每个电流下对应的换相开关切换到A相，第B组中每个电流下对应的换相开关切换到B相，第C组中每个电流下对应的换相开关切换到C相，最终实现三相电流平衡。