[发明专利]一种相间不平衡负荷无缝转移装置

说明书

本发明提供一种相间不平衡负荷无缝转移装置，包括：多个开关；每个开关由两个含有续流二极管的IGBT模块反向串联构成；所述开关分为单相开关和相间开关；单相开关串接入电网各相线路，相间开关接入电网两相之间；当电网三相电流不平衡度超过预设平衡度时，若需要将电网第一相线路的电流转移至第二相线路，以降低三相电流不平衡度，则在第一相线路电压瞬时值与第二相线路电压瞬时值的差值绝对值小于预设差值的时间段内，先控制第一相线路与第二相线路的相间开关导通，随后将第一相线路的单相开关关断，以将第一相线路的电流转移至第二相线路；本发明实现了相间负荷的无缝转移。

技术领域

本发明属于电力电子开关领域，更具体地，涉及一种相间不平衡负荷无缝转移装置。

背景技术

随着国民经济的不断发展，我国各行各业对电能的依赖程度越来越高。高质量的电能在保证整个电网和电力设备安全稳定运行的同时，对提高工业产品质量、生产效率以及维持人们日常生活的稳定有序也具有十分重要的意义。

作为电能质量重要指标之一，三相不平衡在实际应用中非常常见，其原因可以归纳为事故导致和正常运行导致。前者是由于三相电力系统出现单相或两相故障；后者是正常运行时负荷的不均匀，我国地域广阔、用户众多的实情导致我国负荷种类多、负荷分布不均匀，产生这种不均匀的具体原因有：1)单向用户的不可控增容；2)用户用电具有不同时性；3)大功率负荷单相随机性接入等。以上两类原因导致低压配电网的三相电流不平衡问题日益突出，尤其发在农村等偏远地区。当三相不平衡发生时，电网虽然可以继续短期运行一段时期，但是电网长期运行在不平衡状态就会产生诸如：1)供电电压质量下降；2)电能转换效率降低；3)变压器和线路损耗增加；4)设备运行寿命缩短等问题。严重时甚至烧毁配电网，存在极大的潜在危害。

因此必须解决三相电流不平衡问题，现有的解决方案主要包括以下三种：1)在配电变压器低压侧通过相间无功补偿方式调整三相负荷不平衡状况，该方案只能在一定程度上改善配变自身问题，能改善低压线路的三相负荷不平衡情况；2)加强负荷行管理，将低压线路各相上的负荷进行平衡分配，该方案尽管可以一定程度降低系统的不平衡度，但由于人工操作无法满足电网的及时性与时效性，不可避免的降低了电网可靠性；3)对用电负荷进行不对称调补，通过将一个理想补偿网络与负载相并联，把不平衡、线性及中性点不接地的三相负载变换成单位功率因数且平衡的三相有功负荷，在进行无功补偿的同时补偿三相负荷不平衡，该方法效果较好，但费用较高、控制较难、适用场合较少。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种相间不平衡负荷无缝转移装置，旨在解决现有方案费用高、控制困难、不普遍适用以及实时性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种相间不平衡负荷无缝转移装置，包括：多个开关；每个开关由两个含有续流二极管的IGBT模块反向串联构成；

所述开关分为单相开关和相间开关；单相开关串接入电网各相线路，相间开关接入电网两相之间；

当电网三相电流不平衡度超过预设平衡度时，若需要将第一相线路的电流转移至第二相线路，以降低三相电流不平衡度，则在第一相线路电压瞬时值与第二相线路电压瞬时值的差值绝对值小于预设差值的时间段内，先控制第一相线路与第二相线路的相间开关导通，随后将第一相线路的单相开关关断，以将第一相线路的电流转移至第二相线路；在所述预设时间段内，第一相线路与第二相线路相间开关两端的电压瞬时值的差值绝对值小于预设差值，若第一相线路与第二相线路的相间开关导通，不会产生第一相线路与第二相线路短路现象，且引入的冲击电流小于预设值，以实现第一相线路负荷向第二相线路的无缝转移。

在一个可选的示例中，将每个含有续流二极管的IGBT模块设为一个子开关，由于两个子开关反向串联，则相间开关和单相开关均可以双向导通；