本实用新型涉及电力负荷调控设备技术领域，具体涉及一种带载式三相平衡自调节装置。
背景技术：
随着经济的飞速发展，在低压三相四线制的农网或城网供电系统中，由于用户多为单相负荷，而且负荷大小及用电时间的不同，三相负荷不平衡现象越来越明显，目前多是使用人工进行负荷的平衡调整，即电力运营部门根据各相负载情况，找大的用电单位人工调整他们一个单位的用电，使该区电网三相的负载整体趋于基本平衡，三相负载差别在允许范围之内。这种方法主要的问题就是仅能够使配电网趋于三相平衡、费时费力，所需调整的用电单位需要停工、耽误正常生产，而且时间长，危险性高，存在的不可控的因素。
2008年09月24日，中国实用新型专利授权公告号CN201122847Y公开了一种配电网三相负载自动均衡装置，它是采用包含主控制器、从控制器、电压检测模块、电流检测模块、电能计量模块、接口电平转换模块、电压过零检测模块、固态继电器、第一整流器、第一逆变器、并网模块、电源模块和电压转换模块与三相配电网连接，电压检测模块和电流检测模块与电能计量模块连接，电能计量模块与接口电平转换模块连接，接口电平转换模块与主控制器连接，电压过零检测模块与从控制器连接，从控制器的控制输入端与主控制器的控制输出端连接，固态继电器与第一整流器连接，固态继电器与从控制器连接，第一整流器与第一逆变器连接，第一逆变器与并网模块连接，并网模块与三相配电网连接。该技术方案可以实现负载低的一相同时给负载高的两相供电，或负载低的两相同时给负载高的一相供电，或负载低的一相单独给负载高的一相供电，使总负载在三相间均衡分配，但结果复杂，特别涉及整流逆变并网，效率不高。
技术实现要素：
本实用新型为解决现有配电网三相负载平衡调节方法存在的的问题，而提供一种带载式三相平衡自调节装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带载式三相平衡自调节装置，包含智能控制主站(KC)、多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)；多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)采集当前的三相电流、电压、内部环境温度、设备自检状态实时变量参数，通过数据共享通讯方式传输至智能控制主站(KC)；智能控制主站(KC)采集总的输出电流，结合多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)传输过来的电流和电压实时变量，经主站中央处理器CPU内部算法，来最终确定由多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)其中的任意转换执行分站进行相序转换，实现供电系统三相输出电流自平衡；
所述的转换执行分站(SK1、SK2、SK3)中有三相带载式顺相调平转换执行装置；
所述的各转换执行分站中有内部环境和设备开关状态自检模块(1)、电流检测模块(2)、电压检测模块(3)；电流检测模块(2)和电压检测模块(3)的四个输入端分别与三相配电网的A、B、C和N相连接；电流检测模块(2)和电压检测模块(3)的输出端分别与分站中央处理器CPU的检测输入端连接；
所述主站中央处理器CPU内部算法，是一种循环试投法，即预先设定三相不平衡电流的阈值为P，只要智能控制主站(KC)采集总的不平衡输出电流小于P，主站中央处理器CPU内部无指令，系统不动作；当三相不平衡电流大大超过P时，主站中央处理器CPU发出转换试投指令，试投方式是按转换执行分站的编号顺序以及每个转换执行分站内的第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）和第三转换开关（SW3）排列顺序快速扫描式轮流试投；当投到某转换执行分站中的某组转换开关，智能控制主站(KC)采集总的不平衡输出电流小于P时，主站中央处理器CPU发出保持该转换指令；此后，又出现三相不平衡电流超过P时，主站中央处理器CPU又再次发出转换试投指令；最终使总的不平衡输出电流动态地维持小于P。
所述每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）和第三转换开关（SW3）；其中第一转换开关（SW1）中有由第S1AL编号可控硅（S1AL-1）和第S1AH编号可控硅（S1AH-1）正反并联所组成的1A相可控硅组模块，由第S1BL编号可控硅（S1BL-1）和第S1BH编号可控硅（S1BH-1）正反并联所组成的1B相可控硅组模块，由第S1CL编号可控硅（S1CL-1）和第S1CH编号可控硅（S1CH-1）正反并联所组成的1C相可控硅组模块；1A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L1相；1B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L2相；1C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L3相；在1A相可控硅组模块、1B相可控硅组模块和1C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第一旁路接触器（KM1）的三对触头（KM1/1、KM1/2、KM1/3）;该第一转换开关（SW1）的相序是ABC;
其中第二转换开关（SW2）中有由第S2AL编号可控硅（S2AL-1）和第S2AH编号可控硅（S2AH-1）正反并联所组成的2A相可控硅组模块，由第S2BL编号可控硅（S2BL-1）和第S2BH编号可控硅（S2BH-1）正反并联所组成的2B相可控硅组模块，由第S2CL编号可控硅（S2CL-1）和第S2CH编号可控硅（S2CH-1）正反并联所组成的2C相可控硅组模块；2A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L2相；2B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L3相；2C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L1相；在2A相可控硅组模块、2B相可控硅组模块和2C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第二旁路接触器（KM2）的三对触头（KM2/1、KM2/2、KM2/3）;该第二转换开关（SW2）的相序是CAB;
其中第三转换开关（SW3）中有由第S3AL编号可控硅（S3AL-1）和第S3AH编号可控硅（S3AH-1）正反并联所组成的3A相可控硅组模块，由第S3BL编号可控硅（S3BL-1）和第S3BH编号可控硅（S3BH-1）正反并联所组成的3B相可控硅组模块，由第S3CL编号可控硅（S3CL-1）和第S3CH编号可控硅（S3CH-1）正反并联所组成的3C相可控硅组模块；3A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L3相；3B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L1相；3C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L2相；在3A相可控硅组模块、3B相可控硅组模块和3C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第三旁路接触器（KM3）的三对触头（KM3/1、KM3/2、KM3/3）;该第三转换开关（SW3）的相序是BCA。
所述的智能控制主站(KC)为综合配电箱嵌入式结构。
所述的数据共享通讯方式包括载波、wifi、ZigBee技术；ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用三相不平衡增加零序电流增大原理，设计了一种带载式三相平衡自调节装置，通过本实用新型装置可以方便的进行负荷相序转换的自动调整，使总负载在三相间均衡分配，使三相间电压、电流均衡，且该相序转换方式为顺相转换，即第一转换开关（SW1）的相序是ABC，第二转换开关（SW2）的相序是CAB，第三转换开关（SW3）的相序是BCA；三组转换开关之间可以在10ms内实现任意转换；无论哪种转换方式均不会引起三相电机反转，也不会引起相序检测装置报警，实现“顺相三相调平”。本实用新型降低了整个变压器负载端线损，使变压器三相负载平衡，延长变压器使用寿命，使变压器运行稳定，同时防止变压器单相或两相负载过重，使电压过低，造成缺相使用电设备无法运转，或者电流过大烧毁用电设备。
附图说明
图1是本实用新型的智能控制主站(KC)构架示意图。
图2是本实用新型的系统架构拓扑示意图。
图3是转换前的系统状态实施例示意图。
图4是转换后的系统状态实施例示意图。
图5是转换执行分站的转换原理图。
具体实施方式
图1中，标记(1)为综合配电箱内部各支路开关与总开关的状态检测，对柜内当前的温湿度环境进行检测；标记 (2)表示通过互感器采集当前台区变压器T输出的三相电流；标记(3)采集当前供电系统的三相电压，结合对三相电流的采集，可以得到当前台区变压器T输出的功率因素、有功功率和无功功率等信息；标记(4)为人机交互界面：全中文显示当前智能控制主站(KC)的运行状态、每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的运行状态，当有故障发生时，会第一时间显示故障信息，更利于现场维修人员更快速找到故障并处理好。物理按钮可设置主站与分站的一些系统参数如：额定电流、过载系数等。标记(5)表示由32位LPC系列CPU组成的可编程主站中央处理器，该主站中央处理器CPU具有运行稳定可靠、可扩展功能丰富等优点；标记(6)表示智能控制主站(KC)与每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的通讯系统，使用含载波、wifi、ZigBee等方式，实现智能控制主站(KC)与每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)之间实现数据传输和共享；标记(7)表示扩展接口：主站预留了部分可扩展接口，更方便于系统硬件的升级；标记(8)是大数据通讯接口：智能控制主站(KC)内的变量信息，可设置、可选择性地对外部单向传输至指定的云端，监控中心可实时监测到设备的运行状态，当有故障发生时能第一时间了解故障信息，并及时针对性地去现场维修。
图2表示带载式三相平衡自调节装置前端连接台区主变压器(T)，带载式三相平衡自调节装置包含智能控制主站(KC)、多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)；多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)采集当前的三相电流、电压、内部环境温度、设备自检状态实时变量参数，通过数据共享通讯方式传输至智能控制主站(KC)；智能控制主站(KC)采集总的输出电流，结合多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)传输过来的电流和电压实时变量，经主站中央处理器CPU内部算法，来最终确定由多个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)其中的任意转换执行分站进行相序转换，实现供电系统三相输出电流自平衡；
所述的智能控制主站(KC)为综合配电箱嵌入式结构;
所述的转换执行分站(SK1、SK2、SK3)中是三相带载式顺相调平转换执行装置；
所述的各转换执行分站中有内部环境和设备开关状态自检模块(1)、电流检测模块(2)、电压检测模块(3)；电流检测模块(2)和电压检测模块(3)的四个输入端分别与三相配电网的A、B、C和N相连接；电流检测模块(2)和电压检测模块(3)的输出端分别与分站中央处理器CPU的检测输入端连接；
所述主站中央处理器CPU内部算法，是一种循环试投法，即预先设定三相不平衡电流的阈值为P，只要智能控制主站(KC)采集总的不平衡输出电流小于P，主站中央处理器CPU内部无指令，系统不动作；当三相不平衡电流大大超过P时，主站中央处理器CPU发出转换试投指令，试投方式是按转换执行分站的编号顺序以及每转换执行分站内的第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）和第三转换开关（SW3）排列顺序快速扫描式轮流试投；当投到某转换执行分站中的某组转换开关，智能控制主站(KC)采集总的不平衡输出电流小于P时，主站中央处理器CPU发出保持该转换指令；此后，又出现三相不平衡电流超过P时，主站中央处理器CPU又再次发出转换试投指令；最终使总的不平衡输出电流动态地维持小于P。
图3是转换前的系统状态示意图，图中我们得到台区主变压器(T)输出的总三相电流为：SK1+SK2+SK3得到A相30A、B相30A、C相60A；供电系统三相输出电流不平衡。
图4是转换后的状态示意图，图中智能控制主站(KC)通过采集每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的实时变量、结合内部算法，发出指令：“由编号SK2的转换执行分站执行转换，其转换相序为CAB”。结果我们得到台区主变压器(T)输出的总三相电流为：SK1+SK2+SK3得到A相40A、B相40A、C相40A；供电系统三相输出电流平衡。
图5是转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的转换原理图，图示每个转换执行分站(SK1、SK2、SK3)的第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）和第三转换开关（SW3）；
其中第一转换开关（SW1）中有由第S1AL编号可控硅（S1AL-1）和第S1AH编号可控硅（S1AH-1）正反并联所组成的1A相可控硅组模块，由第S1BL编号可控硅（S1BL-1）和第S1BH编号可控硅（S1BH-1）正反并联所组成的1B相可控硅组模块，由第S1CL编号可控硅（S1CL-1）和第S1CH编号可控硅（S1CH-1）正反并联所组成的1C相可控硅组模块；1A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L1相；1B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L2相；1C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L3相；在1A相可控硅组模块、1B相可控硅组模块和1C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第一旁路接触器（KM1）的三对触头（KM1/1、KM1/2、KM1/3）;该第一转换开关（SW1）的相序是ABC;
其中第二转换开关（SW2）中有由第S2AL编号可控硅（S2AL-1）和第S2AH编号可控硅（S2AH-1）正反并联所组成的2A相可控硅组模块，由第S2BL编号可控硅（S2BL-1）和第S2BH编号可控硅（S2BH-1）正反并联所组成的2B相可控硅组模块，由第S2CL编号可控硅（S2CL-1）和第S2CH编号可控硅（S2CH-1）正反并联所组成的2C相可控硅组模块；2A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L2相；2B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L3相；2C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L1相；在2A相可控硅组模块、2B相可控硅组模块和2C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第二旁路接触器（KM2）的三对触头（KM2/1、KM2/2、KM2/3）;该第二转换开关（SW2）的相序是CAB;
其中第三转换开关（SW3）中有由第S3AL编号可控硅（S3AL-1）和第S3AH编号可控硅（S3AH-1）正反并联所组成的3A相可控硅组模块，由第S3BL编号可控硅（S3BL-1）和第S3BH编号可控硅（S3BH-1）正反并联所组成的3B相可控硅组模块，由第S3CL编号可控硅（S3CL-1）和第S3CH编号可控硅（S3CH-1）正反并联所组成的3C相可控硅组模块；3A相可控硅组模块的输入端接分站电源的A相，输出端接输出L3相；3B相可控硅组模块的输入端接分站电源的B相，输出端接输出L1相；3C相可控硅组模块的输入端接分站电源的C相，输出端接输出L2相；在3A相可控硅组模块、3B相可控硅组模块和3C相可控硅组模块的各输入输出端之间还分别接第三旁路接触器（KM3）的三对触头（KM3/1、KM3/2、KM3/3）;该第三转换开关（SW3）的相序是BCA。
以上转换方式不会引起三相电机反转，不会引起相序检测装置报警；实现“顺相三相调平”。
转换过程：上述转换执行分站(SK1、SK2、SK3)接收到智能控制主站(KC)发出的转换指令后，先断开第一旁路接触器（KM1），再触发第二转换开关（SW2）中的2A相可控硅组模块、2B相可控硅组模块和2C相可控硅组模块，这些可控硅组模块优先触发导通待转换稳定后第二旁路接触器（KM2）吸合，将2A相可控硅组模块、2B相可控硅组模块和2C相可控硅组模块旁路，系统接收到第二旁路接触器（KM2）的旁路反馈信号后，将停止触发第二转换开关（SW2）的2A相可控硅组模块、2B相可控硅组模块和2C相可控硅组模块以减少设备的自身功耗。
转换方式：第一转换开关（SW1）、第二转换开关（SW2）、第三转换开关（SW3）三组序别之间可以在10ms内实现任意转换如：当前是第一转换开关（SW1）工作时，可转换至第三转换开关（SW3）；三组转换开关之间可以在10ms内实现任意转换；无论哪种转换方式均不会引起三相电机反转，也不会引起相序检测装置报警，实现“顺相三相调平”。
系统自检保护：
a.外部因素如：过压、浪涌、雷击等因素时，本实用新型系统会实现自保护，断开总断路器；
b.内部因素如转换执行分站(SK1、SK2、SK3)可控硅开路、短路；接触器触头粘连、线圈烧毁；本实用新型系统会执行跳开或者一直动作该组模式，并发出声光报警与故障信号给主智能控制主站(KC)；
c.为保障供电的持续性，当分站内部出现任意故障时，总有其中的任意一组序别输出；
维修：本实用新型所有装置都采用功能模块化分区，当某个功能区出现问题时，系统会针对性地指向该故障区并隔离该故障区；维修人员可在更短的时间内，直接替换故障区即可正常使用。