利用電力線載波技術(shù)解決三相負(fù)荷不平衡

【摘 要】低壓負(fù)荷的不平衡問題由來已久，低壓電網(wǎng)大多是以三相四線制方式向用戶供電，是單相負(fù)載與三相生產(chǎn)用電混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)。低壓電網(wǎng)的三相平衡一直就是困擾供電系統(tǒng)的非常重要問題之一，在按裝單相用戶時(shí)，供電部門就應(yīng)該將單相負(fù)載均衡地分接在A、B、C三相網(wǎng)絡(luò)上，而現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際工作中確并非如此，從而造成了三相負(fù)載不平衡的問題十分嚴(yán)重。特別是農(nóng)網(wǎng)線路的配置和無序亂拉亂接現(xiàn)象十分嚴(yán)重，低壓電網(wǎng)的三相負(fù)荷不平衡不但要增加損耗，還會(huì)導(dǎo)致正弦波波形畸變嚴(yán)重，不但影響用電質(zhì)量且會(huì)影響變壓器使用壽命，三相負(fù)荷不平衡一般是不太重要的因素，沒有能引起人們足夠重視，所以實(shí)踐很少，沒能能提出調(diào)平三相負(fù)荷的很好具體方法。所以利用電力線載波技術(shù)自動(dòng)分析三相負(fù)荷平衡管理，具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】電力線載波；三相負(fù)荷；平衡管理

1 低壓電網(wǎng)三相負(fù)載平衡的重要性如下

一、安全供電——安全供電的基礎(chǔ)是三相負(fù)荷平衡。三相負(fù)荷不平衡，則降低線路和配電變壓器的供電效率，還會(huì)因重負(fù)荷相超載過多，從而造成某相導(dǎo)線燒斷、開關(guān)燒壞以及配電變壓器單相燒毀等非常嚴(yán)重的后果。

二、供電質(zhì)量——三相負(fù)荷平衡才能保證用戶電能質(zhì)量。三相負(fù)荷如果嚴(yán)重不對(duì)稱，中性點(diǎn)電位就會(huì)發(fā)生偏移，就會(huì)大大增加線路壓降和功率損失。重負(fù)荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓偏低，電器效能降低、電燈不亮等問題。而輕負(fù)荷相的單相用戶易出現(xiàn)電壓較高，可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或者損壞用電器。對(duì)三相動(dòng)力用戶來說，三相電壓不平衡，會(huì)引起電機(jī)過熱的現(xiàn)象。

三、節(jié)約能耗、降損——三相負(fù)荷保持平衡是節(jié)約能耗、降損的基礎(chǔ)。三相負(fù)荷不平衡將產(chǎn)生的不平衡電壓，加大了電壓偏移，增大了中性線電流。從而增大了線路損耗。線損顯著增加。

2 所屬技術(shù)領(lǐng)域

由中央控制室計(jì)算機(jī)，采用GPRS技術(shù)或PSTN等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與低壓電力線遠(yuǎn)程載波技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的負(fù)荷進(jìn)行全面監(jiān)控和管理。

本實(shí)用新型技術(shù)涉及三相四線制下的低壓電路的負(fù)荷自動(dòng)識(shí)別，特別是能使負(fù)荷的管理達(dá)到自動(dòng)化，智能化，系統(tǒng)化的控制技術(shù)。

一、背景技術(shù)

目前，眾所周知的低壓載波抄表技術(shù)，是由單臺(tái)變壓器下的集中器和線路中的載波表組成，但實(shí)現(xiàn)不了由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別每個(gè)載波表是在A、B、C三相線路中的其中某一相上，也分析不出變壓器下的負(fù)荷狀態(tài)和三相平衡的問題。

二、技術(shù)內(nèi)容

本實(shí)用型新技術(shù)方案——“電力線載波技術(shù)自動(dòng)分析三相負(fù)荷平衡系統(tǒng)”，為了能自動(dòng)分析出變壓器下負(fù)荷狀態(tài)和三相平衡的問題，可通過GPRS機(jī)/PSTN網(wǎng)等多種“上行通道”技術(shù)和最新低壓電力線載波技術(shù)“下行通道”方案來遠(yuǎn)程控制變壓器下的“集中器”和“載波電能表”所構(gòu)成的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)不僅可以達(dá)到在單臺(tái)變壓器下的所有載波電能表僅用一個(gè)集中器，通過現(xiàn)有的220V低壓電力線利用載波技術(shù)遠(yuǎn)程控制每個(gè)載波電能表、且自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)載波電能表在A、B、C三相的具體相位上和負(fù)荷工作狀態(tài)，通過對(duì)數(shù)據(jù)分析后，科學(xué)的對(duì)不平衡的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到分析出變壓器下的負(fù)荷狀態(tài)和三相是否平衡的問題，通過調(diào)整載波電能表在相位上的位置，從而解決低壓負(fù)荷的不平衡問題。

三、具體實(shí)施方式（技術(shù)問題的關(guān)鍵點(diǎn)）

在集中器的A、B、C三相上各設(shè)置一個(gè)載波模塊，獨(dú)立運(yùn)行。由變壓器下的集中器通過單片機(jī)及載波模塊將載波信號(hào)傳遞在A、B、C三相220V的電力線上并自動(dòng)與載波電能表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，同時(shí)采集載波電能表的電量數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，由主控中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、管理。通過對(duì)集中器下的所有載波電能表的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析后，對(duì)不平衡的負(fù)荷進(jìn)行最佳調(diào)整組合，最大限度的解決低壓負(fù)荷的不平衡問題。

A.“集中器”與“載波電能表”之間用電力線作為數(shù)據(jù)傳輸通道，最低成本方案；

B.在同一個(gè)配電變壓器下的一個(gè)“集中器”與 “載波電能表”即組成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；

C.“載波電能表”地址可根據(jù)系統(tǒng)工程極方便的設(shè)置，一個(gè)配電變壓器下的“集中器”可支持700個(gè)“載波電能表”；

D.控制中心計(jì)算機(jī)隨時(shí)可采集全部載波電能表或某一個(gè)載波電能表的電量數(shù)據(jù)，以此自動(dòng)分析三相負(fù)荷的平衡性。

“電力線載波技術(shù)自動(dòng)分析三相負(fù)荷平衡系統(tǒng)”功能：

1.實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)中所有載波電能表和A、B、C任一相載波電能表的運(yùn)行情況及數(shù)據(jù)和所在相位的位置，自動(dòng)分析出負(fù)荷的不平衡量；

2.整個(gè)轄區(qū)內(nèi)的載波載波電能表及集中器配置成單一集群，統(tǒng)一管理；

3.獨(dú)立的載波電能表地址號(hào)和集中器號(hào)，單一管理對(duì)象；

4.檢測(cè)量可實(shí)時(shí)傳輸至總控室可實(shí)現(xiàn)管理中心自動(dòng)化分析；

5.不平衡檢測(cè)和報(bào)警功能及記錄；

6.控制中心可通過移動(dòng)通訊GSM網(wǎng)、PSTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出指令，隨時(shí)控制載波電能表。

3 結(jié)語

綜上所述，該技術(shù)自動(dòng)識(shí)別在三相四線中的載波電能表的相位位置和負(fù)荷，使得系統(tǒng)的最大效果是：一、靈活多樣的載波電能表安裝組合，可以最大限度的解決低壓負(fù)荷的不平衡問題。二、自動(dòng)監(jiān)測(cè)載波電能表在網(wǎng)中的任一相位中的工作狀態(tài)和負(fù)荷量。三、適用于城鎮(zhèn)載波電能表的自動(dòng)化管理。四、解決由三相負(fù)荷不平衡帶來的正弦波波形畸變且影響用電質(zhì)量問題。五、可延長(zhǎng)變壓器的使用壽命。應(yīng)用本系統(tǒng)會(huì)給供電部門帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。

[責(zé)任編輯：湯靜]