基于物聯(lián)網(wǎng)的三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)研發(fā)

孫益輝　張明達(dá)　周劍倫

【摘 要】針對(duì)當(dāng)前臺(tái)區(qū)負(fù)荷三相不平衡現(xiàn)象普遍、人工割接負(fù)荷費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套三相負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到理想的不平衡度。應(yīng)用結(jié)果表明：該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷的智能調(diào)節(jié)，從而解決了人工割接負(fù)荷費(fèi)時(shí)費(fèi)力及增加停電時(shí)間等問(wèn)題，有效提高了工作效率，降低了線路損耗，提高了用戶用電質(zhì)量。

【Abstract】A three-phase load automatic adjustment system is designed and developed by using the the technology of internet of things to solve the problem of three-phase imbalance and artificial time - consuming effort problems such as load cutting in the current platform to achieve the ideal imbalance. The application results showed that the system realizes the intelligent adjustment of the three-phase load in the zone， thus solving the problems such as time-consuming effort and increasing the power-off time of the artificial cutting load.This system effectively improved the working efficiency， reduced the line loss and improved the quality of the user 's electricity consumption.

【關(guān)鍵詞】三相不平衡；低電壓；物聯(lián)網(wǎng)

【Keywords】 three-phase unbalance； low voltage；internet of things

【中圖分類號(hào)】TM62 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0080-02

1 引言

針對(duì)目前農(nóng)配網(wǎng)三相負(fù)荷分配不均勻的現(xiàn)狀，開發(fā)了“三相負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)以智能數(shù)據(jù)處理終端為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)各個(gè)電流檢測(cè)模塊反饋的不平衡度、電流和電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，通過(guò)控制終端換相開關(guān)實(shí)現(xiàn)農(nóng)配網(wǎng)三相負(fù)荷的智能調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)配電網(wǎng)的三相平衡，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)配網(wǎng)臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷的在線自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)。

2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

開發(fā)一個(gè)智能三相負(fù)荷調(diào)節(jié)模塊，通過(guò)485通信接口或無(wú)線與電力載波模塊將電流采集模塊采集的電流、電壓及漏電參數(shù)上傳至監(jiān)控單元，再由其通過(guò)GPRS上傳至計(jì)算機(jī)平臺(tái)，而后由軟件平臺(tái)根據(jù)三相負(fù)荷不平衡率的大小和單位時(shí)間內(nèi)三相電流的積分情況，選定三相負(fù)荷平衡的調(diào)整及所要調(diào)整的表箱負(fù)荷，再按照設(shè)定的調(diào)整時(shí)間由監(jiān)控單元下達(dá)指令給所要調(diào)整表箱的換相開關(guān)進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷的自動(dòng)調(diào)整[1]。具體工作原理/流程如圖1所示。

3 三相負(fù)荷調(diào)節(jié)的計(jì)算與判定

智能配電網(wǎng)監(jiān)控終端通過(guò)RS485或無(wú)線方式，采集臺(tái)區(qū)內(nèi)剩余電流斷路器數(shù)據(jù)、電流模塊數(shù)據(jù)和智能電表、換相開關(guān)等數(shù)據(jù)，并通32位高速ARM芯片分析運(yùn)算分支三相負(fù)荷不平衡率的大小和單位時(shí)間內(nèi)三相電流的積分情況。通過(guò)無(wú)線或有線與帶換相功能的剩余電流斷路器連接，下發(fā)換相調(diào)節(jié)指令。實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡的自動(dòng)調(diào)整。[2]

4 無(wú)線智能換相系統(tǒng)的建立

設(shè)備系統(tǒng)智能配電網(wǎng)監(jiān)控終端是基于嵌入式軟硬件開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的新型電監(jiān)控終端，集成度高、技術(shù)先進(jìn)，采用先進(jìn)的32位高速Cortex-M3處理器、8Mbytes FLASH 儲(chǔ)存器和GPRS通訊方式，通信信道采用高速全雙工的工業(yè)級(jí)GPRS模塊終端內(nèi)置TCP/IP協(xié)議，可以支持各種有線/無(wú)線通訊方式。

5 高頻換相模塊的研究

本系統(tǒng)使用的可控硅換相開關(guān)，采用大功率可控硅過(guò)零技術(shù)，可對(duì)負(fù)載進(jìn)行快速換相，電源電壓不小于180V時(shí)，換相切換時(shí)間小于25ms，避免了因換相導(dǎo)致客戶部分用電器瞬時(shí)斷電的問(wèn)題。同時(shí)換相模塊內(nèi)置475MHz無(wú)線通信接口，把監(jiān)測(cè)信號(hào)上傳到監(jiān)控終端。并通過(guò)系統(tǒng)軟件下發(fā)換相指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程換相的功能。

6 結(jié)論

該項(xiàng)目在奉化供電公司吳墩1#臺(tái)區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，根據(jù)臺(tái)區(qū)情況布置安裝了12臺(tái)換相開關(guān)，運(yùn)行結(jié)果表明，該臺(tái)區(qū)完全實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)割接（見圖2），且無(wú)須停電，可以根據(jù)需要將不平衡度控制在指定的范圍內(nèi)，大大節(jié)約了人力、物力，備受運(yùn)行單位的青睞，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

【參考文獻(xiàn)】

【1】陳剛.低壓系統(tǒng)三相負(fù)載不平衡的影響及其調(diào)整[J].科技信息，2008（25）：645-646.

【2】黃先鋒.淺析三相負(fù)載不平衡運(yùn)行對(duì)低壓電網(wǎng)的影響[J].科技信息，2007（17）：241-242.