基于物联网的三相负荷自动调节系统研发

孙益辉　张明达　周剑伦

【摘 要】针对当前台区负荷三相不平衡现象普遍、人工割接负荷费时费力等问题，应用物联网技术，设计开发了一套三相负荷自动调节系统，以实现台区三相负荷的自动调节，达到理想的不平衡度。应用结果表明：该系统实现了台区三相负荷的智能调节，从而解决了人工割接负荷费时费力及增加停电时间等问题，有效提高了工作效率，降低了线路损耗，提高了用户用电质量。

【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.

【关键词】三相不平衡；低电压；物联网

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

【中图分类号】TM62 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0080-02

1 引言

针对目前农配网三相负荷分配不均匀的现状，开发了“三相负荷调节系统”。该系统以智能数据处理终端为基础，通过对各个电流检测模块反馈的不平衡度、电流和电压等数据进行计算和分析，通过控制终端换相开关实现农配网三相负荷的智能调节，从而实现农配电网的三相平衡，该系统实现了农配网台区三相负荷的在线自动/手动调节。

2 系统整体结构设计

开发一个智能三相负荷调节模块，通过485通信接口或无线与电力载波模块将电流采集模块采集的电流、电压及漏电参数上传至监控单元，再由其通过GPRS上传至计算机平台，而后由软件平台根据三相负荷不平衡率的大小和单位时间内三相电流的积分情况，选定三相负荷平衡的调整及所要调整的表箱负荷，再按照设定的调整时间由监控单元下达指令给所要调整表箱的换相开关进行相位转换，从而实现三相负荷的自动调整[1]。具体工作原理/流程如图1所示。

3 三相负荷调节的计算与判定

智能配电网监控终端通过RS485或无线方式，采集台区内剩余电流断路器数据、电流模块数据和智能电表、换相开关等数据，并通32位高速ARM芯片分析运算分支三相负荷不平衡率的大小和单位时间内三相电流的积分情况。通过无线或有线与带换相功能的剩余电流断路器连接，下发换相调节指令。实现三相负荷平衡的自动调整。[2]

4 無线智能换相系统的建立

设备系统智能配电网监控终端是基于嵌入式软硬件开发平台开发的新型电监控终端，集成度高、技术先进，采用先进的32位高速Cortex-M3处理器、8Mbytes FLASH 储存器和GPRS通讯方式，通信信道采用高速全双工的工业级GPRS模块终端内置TCP/IP协议，可以支持各种有线/无线通讯方式。

5 高频换相模块的研究

本系统使用的可控硅换相开关，采用大功率可控硅过零技术，可对负载进行快速换相，电源电压不小于180V时，换相切换时间小于25ms，避免了因换相导致客户部分用电器瞬时断电的问题。同时换相模块内置475MHz无线通信接口，把监测信号上传到监控终端。并通过系统软件下发换相指令，实现远程换相的功能。

6 结论

该项目在奉化供电公司吴墩1#台区进行了试点应用，根据台区情况布置安装了12台换相开关，运行结果表明，该台区完全实现负荷自动割接（见图2），且无须停电，可以根据需要将不平衡度控制在指定的范围内，大大节约了人力、物力，备受运行单位的青睐，具有广阔的推广应用前景。

【参考文献】

【1】陈刚.低压系统三相负载不平衡的影响及其调整[J].科技信息，2008（25）：645-646.

【2】黄先锋.浅析三相负载不平衡运行对低压电网的影响[J].科技信息，2007（17）：241-242.