基于物聯網的三相負荷自動調節系統研發

孫益輝　張明達　周劍倫

【摘 要】針對當前臺區負荷三相不平衡現象普遍、人工割接負荷費時費力等問題，應用物聯網技術，設計開發了一套三相負荷自動調節系統，以實現臺區三相負荷的自動調節，達到理想的不平衡度。應用結果表明：該系統實現了臺區三相負荷的智能調節，從而解決了人工割接負荷費時費力及增加停電時間等問題，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.

【關鍵詞】三相不平衡；低電壓；物聯網

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

【中圖分類號】TM62 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0080-02

1 引言

針對目前農配網三相負荷分配不均勻的現狀，開發了“三相負荷調節系統”。該系統以智能數據處理終端為基礎，通過對各個電流檢測模塊反饋的不平衡度、電流和電壓等數據進行計算和分析，通過控制終端換相開關實現農配網三相負荷的智能調節，從而實現農配電網的三相平衡，該系統實現了農配網臺區三相負荷的在線自動/手動調節。

2 系統整體結構設計

開發一個智能三相負荷調節模塊，通過485通信接口或無線與電力載波模塊將電流采集模塊采集的電流、電壓及漏電參數上傳至監控單元，再由其通過GPRS上傳至計算機平臺，而后由軟件平臺根據三相負荷不平衡率的大小和單位時間內三相電流的積分情況，選定三相負荷平衡的調整及所要調整的表箱負荷，再按照設定的調整時間由監控單元下達指令給所要調整表箱的換相開關進行相位轉換，從而實現三相負荷的自動調整[1]。具體工作原理/流程如圖1所示。

3 三相負荷調節的計算與判定

智能配電網監控終端通過RS485或無線方式，采集臺區內剩余電流斷路器數據、電流模塊數據和智能電表、換相開關等數據，并通32位高速ARM芯片分析運算分支三相負荷不平衡率的大小和單位時間內三相電流的積分情況。通過無線或有線與帶換相功能的剩余電流斷路器連接，下發換相調節指令。實現三相負荷平衡的自動調整。[2]

4 無線智能換相系統的建立

設備系統智能配電網監控終端是基于嵌入式軟硬件開發平臺開發的新型電監控終端，集成度高、技術先進，采用先進的32位高速Cortex-M3處理器、8Mbytes FLASH 儲存器和GPRS通訊方式，通信信道采用高速全雙工的工業級GPRS模塊終端內置TCP/IP協議，可以支持各種有線/無線通訊方式。

5 高頻換相模塊的研究

本系統使用的可控硅換相開關，采用大功率可控硅過零技術，可對負載進行快速換相，電源電壓不小于180V時，換相切換時間小于25ms，避免了因換相導致客戶部分用電器瞬時斷電的問題。同時換相模塊內置475MHz無線通信接口，把監測信號上傳到監控終端。并通過系統軟件下發換相指令，實現遠程換相的功能。

6 結論

該項目在奉化供電公司吳墩1#臺區進行了試點應用，根據臺區情況布置安裝了12臺換相開關，運行結果表明，該臺區完全實現負荷自動割接（見圖2），且無須停電，可以根據需要將不平衡度控制在指定的范圍內，大大節約了人力、物力，備受運行單位的青睞，具有廣闊的推廣應用前景。

【參考文獻】

【1】陳剛.低壓系統三相負載不平衡的影響及其調整[J].科技信息，2008（25）：645-646.

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