CN105244898B - 配电切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电切换装置，包括：底座，底座内设有容纳腔、支撑垫、滑动片、控制手柄的随动件、及与三相供电线路的各相线对应的三个继电器，三个继电器的被控端口的第一端子用于分别连接三相供电线路的各个相线；三个继电器的被控端口的第二端子用于共同连接至供电单相线路；三个继电器的控制线圈用于连接配电控制器以自动转换配电状态；底座内形成用于对三个继电器的动作进行互锁的机械式防短路机构。无需配电控制器经电子控制逻辑的确认导致的控制延时，从而解决了三相负荷不平衡的供电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾的问题，确保了控制逻辑的正确性并且省去了配电切换过程中通过电子检测带来的控制延时，控制可靠高效。

Description

配电切换装置

技术领域

本发明涉及供电控制领域，特别地，涉及一种用于三相负荷不平衡均衡配电用的配电切换装置。

背景技术

随着人民生活水平的不断改善，大量大功率的单相家用电器，如：空调、电热水器、电饭煲、微波炉、烤箱等进入普通家庭，这些家用电器给人们带来舒适、方便、快捷生活的同时，也给供电部门低压供电***的安全、经济运行带来一定影响。尤其是在农村，由于没有留意把单相负荷均衡地分配到三相供电线路上，造成某相或者某两相负荷过多，从而加重了三相负荷不均衡。

由于各用户的单相耗电量不平衡，导致三相输电线路上的电流幅值不相等，且单相用户的用电负荷随机性很大，造成三相负荷不对称。不对称的三相负荷造成电力网三相电压不平衡，线损增大，运行效率低，严重时，甚至引起中性线烧断。因此，配电网低压区三相不平衡治理问题是各地电力部门的一项重要工作。

目前，部分农村地区采用在配变低压侧进行相间无功补偿的方式来调整三相负荷不平衡情况，但该方式只能在一定程度上调整配变自身问题，而不能解决低压线路的三相负荷不平衡状况。发明人孙万红在CN201310217713.9的专利文献中公开了《一种均衡配电用智能电表》的技术方案，其通过增加用于选通三相输电线路中的任一相线路至单相供电线路输出的配电转换单元，使得智能电表在检测单相用户用电负荷的同时，根据数据处理单元发送的控制指令来切换单相供电线路的供电相线，以平衡低压侧多个单相用户的用电负荷，使得低压线路的三相负荷尽可能平衡，从而减少了三相输电线路上的线损，提高供电的安全性、可靠性及供电效率，让电网高效运行。但在实际应用过程中，配电切换单元需将先断开原来为单相供电线路供电的相线，然后再切换至用电负荷小的相线上作为单相供电输出，即在同一时间内只允许有一个继电器导通三相中任一至配电转换单元输出侧的相线，由于继电器受数据处理单元控制，数据处理单元为了确保控制逻辑的正确性，必须增添检测电路以确认在切换至新的相线前断开原来的供电相线，否则会导致相线间短路，对电网造成极大的伤害，甚至导致大面积停电事故，故配电切换过程中的确认逻辑控制的正确性是至关重要的。但现有的电子控制逻辑的检测方式必定会生成一定的延时，即使电子控制器件的响应速度再快，数据处理单元在接收到前一相线断开的确认指令后再生成切换至另一相线以控制该相线上继电器动作的时间至少在20ms以上，由于相线切换过程中的延时导致的供电中断必定会导致单相供电出现波动，故在缩短切换控制导致的延时与确保相线切换的逻辑控制的正确性方面一直存在矛盾，且是配电控制领域难以解决的难题。

发明内容

本发明提供了一种配电切换装置，以解决治理三相负荷不平衡的配电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾难以克服的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种配电切换装置，用于供电电路三相负荷不平衡的均衡控制，该配电切换装置包括：

底座，底座内设有容纳腔，以放置与三相供电线路的各相线对应的三个继电器，

三个继电器的被控端口的第一端子用于分别连接三相供电线路的各个相线，作为配电输入端；

三个继电器的被控端口的第二端子用于共同连接至供电单相线路，作为配电输出端；

三个继电器的控制线圈用于连接配电控制器以根据配电控制器的配电切换指令自动转换配电状态；

底座内还设有用于对三个继电器的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路的机械式防短路机构。

进一步地，机械式防短路机构包括：

分别设于各个继电器的控制手柄上的随动件，控制手柄与继电器的动触头随动，且随动件与控制手柄联动，三个继电器设有控制手柄的端部平齐，使得三个随动件处于同一平面；

滑动片，滑动片为两块，分别位于相邻两个随动件之间的区域，且底座上设有用于两个滑动片沿同一平面横向移动的滑行槽；

三个继电器在三个随动件与两块滑动片的配合下互锁以避免配电切换过程中相线短路。

进一步地，随动件整体呈等腰梯形状，且上端的宽度大于下端，滑动片呈等腰梯形状，且随动件两侧的斜边与滑动片两侧的斜边匹配，以使得滑动片在任一随动件上下移动时沿同一平面横向移动，进而推动余下的随动件处于互锁状态。

进一步地，底座上设置的滑行槽的宽度略大于滑动片的厚度，以使得滑动片沿横向移动时不会偏离同一平面。

进一步地，滑动片的底部设有突出的弧形凸部。

进一步地，底座在滑行槽内设有耐磨的支撑垫。

进一步地，容纳腔内设有用于间隔并定位相邻两个继电器的隔离部。

进一步地，配电切换装置还包括与底座配合的盖板，盖板将三个继电器及防短路机构包覆在底座内。

进一步地，底座在各个继电器的被控端口处对应设有便于导线引出的通孔，

底座上和/或盖板上设有便于继电器的被控线圈引出的缺口。

进一步地，继电器为磁保持继电器。

本发明具有以下有益效果：

本发明配电切换装置，通过采用机械式防短路机构对用于进行三相供电切换的三个继电器的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路造成的危害，从而确保了控制逻辑的准确性，且由于三个继电器在配电切换过程中动作互锁，无需配电控制器经电子控制逻辑的确认导致的控制延时，从而科学合理地解决了三相负荷不平衡的供电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾的问题，确保了控制逻辑的正确性并且省去了配电切换过程中因电子检测带来的控制延时，控制可靠高效，具有广泛的应用前景。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例配电切换装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施例随动件的结构示意图；

图3是本发明优选实施例滑动片的结构示意图。

附图标记说明：

10、底座；11、容纳腔；12、隔离部；13、缺口；

20、继电器；21、控制手柄；

30、机械式防短路机构；31、随动件；311、倒角；

32、滑动片；321、弧形凸部；33、支撑垫；

40、盖板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的优选实施例提供了一种配电切换装置，用于配电电路三相负荷不平衡的均衡控制，本实施例通过在配电切换装置中采用机械式互锁机构来解决传统的采用电子检测逻辑控制方式导致三相负荷不平衡的供电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾难以克服的问题。参照图1，本实施例配电切换装置包括：

底座10，底座10内设有容纳腔11，以放置与三相供电线路的各相线对应的三个继电器20，三个继电器20的被控端口的第一端子用于分别连接三相供电线路的各个相线，作为配电输入端；三个继电器20的被控端口的第二端子用于共同连接至供电单相线路，作为配电输出端；三个继电器20的控制线圈用于连接配电控制器以根据配电控制器的配电切换指令自动转换配电状态；

底座10内还设有用于对三个继电器20的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路的机械式防短路机构30。

本实施例通过采用机械式防短路机构30对用于进行三相供电切换的三个继电器20的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路造成的危害，从而确保了控制逻辑的准确性，且由于三个继电器20在配电切换过程中动作互锁，无需配电控制器经电子控制逻辑的确认导致的控制延时，从而科学合理地解决了三相负荷不平衡的供电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾的问题，确保了控制逻辑的正确性并且省去了配电切换过程中通过电子检测带来的控制延时，控制可靠高效，具有广泛的应用前景。

参照图1至图3，本实施例机械式防短路机构30包括：

分别设于各个继电器20的控制手柄21上的随动件31，控制手柄21与继电器20的动触头随动，且随动件31与控制手柄21联动，三个继电器20设有控制手柄21的端部平齐，使得三个随动件31处于同一平面；

滑动片32，滑动片32为两块，分别位于相邻两个随动件31之间的区域，且底座10上设有用于两个滑动片32沿同一平面横向移动的滑行槽；

三个继电器20在三个随动件31与两块滑动片32的配合下互锁以避免配电切换过程中相线短路。

优选地，参照图2，本实施例随动件31整体呈等腰梯形状，且上端的宽度大于下端，参照图3，滑动片32呈等腰梯形状，且随动件31两侧的斜边与滑动片32两侧的斜边匹配(参照图1)，以使得滑动片32在任一随动件31上下移动时沿同一平面横向移动，进而推动余下的随动件31处于互锁状态。如图1所示，图中中间的继电器处于导通状态，控制手柄下移，带动与其对应的随动件31下移，两个滑动片32在该随动件31的作用下分别沿左、右方向平移，进而带动位于两侧的两个随动件31向上移动，确保位于两侧的继电器20处于断开锁止状态，即同一时刻，确保只会有一个继电器导通，避免了相线短路。

优选地，本实施例底座10上设置的滑行槽的宽度略大于滑动片32的厚度，以使得滑动片32沿横向移动时不会偏离同一平面，从而确保了该机械式防短路机构30动作的可靠性。

优选地，滑动片32的底部设有突出的弧形凸部321，使得滑动片32与滑行槽的接触面积减小，滑动阻力减小。优选地，参照图3，本实施例滑动片32的底部两端设有半圆状的凸部。

优选地，随动件31两侧的斜边的端部设有倒角311，从而减小了随动件31两侧的斜边与滑动片32两侧的斜边配合时的端部的尖角导致的磨损，延长其使用寿命。

优选地，参照图1，本实施例底座10在滑行槽内设有耐磨的支撑垫33，以提高该机械式防短路机构30的使用寿命。

可选地，容纳腔11内设有用于间隔并定位相邻两个继电器20的隔离部12。以便于各继电器20在容纳腔11内的安装定位。

可选地，本实施例配电切换装置还包括与底座10配合的盖板40，盖板40将三个继电器20及防短路机构包覆在底座10内。这样，避免了电器件在使用过程中被外界环境灰尘或其他杂质污染，提高了装置的可靠性，并延长其使用寿命。

可选地，底座10在各个继电器20的被控端口处对应设有便于导线引出的通孔，底座10上和/或盖板40上设有便于继电器20的被控线圈引出的缺口13。参照图1，在底座10和盖板40分别设有半圆状的缺口，通过二者配合形成继电器20的被控线圈引出的通道。

优选地，本实施例继电器20选用磁保持继电器。磁保持继电器作为一种自动开关，其常开或者常闭状态完全依赖永久磁钢，无需通过控制线圈持续供电来保持状态。且其体积小、成本低、便于安装。且磁保持继电器采用脉冲驱动，具有节能的优点。

从以上的描述可以得知，本实施例通过采用机械式防短路机构对用于进行三相供电切换的三个继电器的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路造成的危害，从而确保了控制逻辑的准确性，且由于三个继电器在配电切换过程中动作互锁，无需配电控制器经电子控制逻辑的确认导致的控制延时，从而科学合理地解决了三相负荷不平衡的供电切换过程中控制延时与确认控制逻辑正确的矛盾的问题，确保了控制逻辑的正确性并且省去了配电切换过程中通过电子检测带来的控制延时，控制达到了可靠高效，具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种配电切换装置，其特征在于，用于供电电路三相负荷不平衡的均衡控制，所述配电切换装置包括：

底座(10)，所述底座(10)内设有容纳腔(11)，以放置与三相供电线路的各相线对应的三个继电器(20)，

所述三个继电器(20)的被控端口的第一端子用于分别连接三相供电线路的各个相线，作为配电输入端；

所述三个继电器(20)的被控端口的第二端子用于共同连接至供电单相线路，作为配电输出端；

所述三个继电器(20)的控制线圈用于连接配电控制器以根据配电控制器的配电切换指令自动转换配电状态；

所述底座(10)内还设有用于对所述三个继电器(20)的动作进行互锁以避免配电切换过程中相线短路的机械式防短路机构(30)；

所述机械式防短路机构(30)包括：

分别设于各个所述继电器(20)的控制手柄(21)上的随动件(31)，所述控制手柄(21)与所述继电器(20)的动触头随动，且所述随动件(31)与所述控制手柄(21)联动，三个所述继电器(20)设有所述控制手柄(21)的端部平齐，使得三个所述随动件(31)处于同一平面；

滑动片(32)，所述滑动片(32)为两块，分别位于相邻两个所述随动件(31)之间的区域，且所述底座(10)上设有用于两块所述滑动片(32)沿所述同一平面横向移动的滑行槽；

所述三个继电器(20)在三个所述随动件(31)与两块所述滑动片(32)的配合下互锁以避免配电切换过程中相线短路。

2.根据权利要求1所述的配电切换装置，其特征在于，

所述随动件(31)整体呈等腰梯形状，且上端的宽度大于下端，所述滑动片(32)呈等腰梯形状，且所述随动件(31)两侧的斜边与所述滑动片(32)两侧的斜边匹配，以使得所述滑动片(32)在任一所述随动件(31)上下移动时沿所述同一平面横向移动，

进而推动余下的所述随动件(31)处于互锁状态。

3.根据权利要求2所述的配电切换装置，其特征在于，

所述底座(10)上设置的所述滑行槽的宽度略大于所述滑动片(32)的厚度，以使得所述滑动片(32)沿横向移动时不会偏离所述同一平面。

4.根据权利要求3所述的配电切换装置，其特征在于，

所述滑动片(32)的底部设有突出的弧形凸部(321)。

5.根据权利要求4所述的配电切换装置，其特征在于，

所述底座(10)在所述滑行槽内设有耐磨的支撑垫(33)。

6.根据权利要求1所述的配电切换装置，其特征在于，

所述容纳腔(11)内设有用于间隔并定位相邻两个所述继电器(20)的隔离部(12)。

7.根据权利要求1所述的配电切换装置，其特征在于，

所述配电切换装置还包括与所述底座(10)配合的盖板(40)，所述盖板(40)将所述三个继电器(20)及所述机械式防短路机构(30)包覆在所述底座(10)内。

8.根据权利要求7所述的配电切换装置，其特征在于，

所述底座(10)在各个所述继电器(20)的被控端口处对应设有便于导线引出的通孔，

所述底座(10)上和/或所述盖板(40)上设有便于所述继电器(20)的控制线圈引出的缺口(13)。

9.根据权利要求1至8任一所述的配电切换装置，其特征在于，

所述继电器(20)为磁保持继电器。