CN114374155B - 负荷开关换相装置及其三相负荷不平衡自动换相调平*** - Google Patents

Abstract

本发明提供负荷开关换相装置及其三相负荷不平衡自动换相调平***，负荷开关换相装置包括主体箱体，主体箱体的内部设置有承载板体，通过设置预警机构，可以对换相开关进行实时监控，并在荷开关换向装置过载时进行自动切断电流，避免荷开关换向装置过载导致损坏，同时能够进行预警提醒工作人员进行检修，通过设置闭合机构，能够在开启装置时自动推出承载板体，方便工作人员进行检修。三相负荷不平衡自动换相调平***采用Lora实现智能换相终端与负荷开关换相装置的数据通信，通过无线方式实现负荷的数据稳定传输，做到了零延时的无缝换相，不断电不影响用户用电，满足了电能质量的要求。

Description

负荷开关换相装置及其三相负荷不平衡自动换相调平***

技术领域

本发明属于三相负荷不平衡自动换相调平技术领域，尤其是涉及一种负荷开关换相装置及其三相负荷不平衡自动换相调平***。

背景技术

在配电网的日常运行管理中，线路的损耗电能质量都是电力部门和用户最关的问题之一，而台区随着大量单相、不对称、非线性、冲击性负荷的接入使得配电网的三相不平衡问题日益严重，部分台区不平衡度一度甚至高达70％以上，严重超过国家规定标准，造成高额线损和电能质量不良，严重影响变压器寿命和用电设备的安全。

目前现有的的配变三相负荷不平衡自动换相调平***，一般包含一台智能换相终端和若干台负荷开关换相装置；智能换相终端安装在变压器二次侧，负荷换相开关安装在居民用户进线端。

在现有的换相开关装置中，参考专利文件CN109904864A，在此专利文件提出的装置中，虽然能够实现无扰动换相和便捷安装，但并不能够对换相开关在不对称、非线性、冲击性负荷等三项不平衡度超载时进行预警和自动切断，从而导致负荷开关换相装置的危险性较大，同时不利于后期工作人员进行检修，因此需要一种负荷开关换相装置以解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种负荷开关换相装置及其三相负荷不平衡自动换相调平***以解决上述技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种负荷开关换相装置，包括主体箱体，所述主体箱体的内部设置有承载板体，所述主体箱体的内部设置有预警机构，所述预警机构包括控制中心，所述控制中心固定连接于所述承载板体的正侧面，所述控制中心的右方设置有换相开关，所述换相开关固定连接所述承载板体的正侧面，所述换相开关的上表面和底面均电连接有三个接电卡槽，所述主体箱体的前方设置有闭合机构，所述闭合机构包括四个第一滑动导轨，四个所述第一滑动导轨分别固定连接于所述主体箱体的两个内侧壁之上，所述承载板体侧面的四个延伸部分别与四个所述第一滑动导轨的内壁滑动连接，所述主体箱体的背面转动连接有四个固定板，四个所述固定板远离所述主体箱体的一端均开设有螺纹槽。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中所述换相开关的上方和下方均设置有转动轴组，两个所述转动轴组均固定连接于所述承载板体的正侧面，两个所述转动轴组的转轴外表面均固定连接由三个接线柱，六个所述接线柱分别与六个所述接电卡槽相匹配。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中六个所述接线柱的正侧面均电连接有外接导线，所述控制中心的上方和下方均设置有三个固定槽，六个所述固定槽均镶嵌于所述主体箱体的内壁并延伸至所述主体箱体的外部，六个所述外接导线分别与六个所述固定槽相匹配。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中所述控制中心的上方和下方均设置有旋转电机，两个所述旋转电机均固定连接于所述承载板体的正侧面，两个所述旋转电机的输出转轴分别与两个所述转动轴组的转轴固定连接，两个所述旋转电机均通过所述第一内置导线与所述控制中心电连接，所述控制中心的上方设置有警报器。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中所述警报器固定连接于所述承载板体的正侧面，所述警报器通过所述第二内置导线与所述控制中心电连接，所述控制中心的下方设置有警报灯，所述警报灯固定连接于所述承载板体的正侧面，所述警报灯通过所述第三内置导线与所述控制中心电连接。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中四个所述第一滑动导轨之间设置有两个第二滑动导轨，两个所述第二滑动导轨分别固定连接于所述承载板体的上表面和底面，两个所述第二滑动导轨的上方和下方均设置有两个轴承，四个所述轴承分别镶嵌于所述主体箱体的上表面和底面。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中四个所述轴承中轴靠近所述承载板体的一侧面均固定连接有第一联动推杆，两个所述第二滑动导轨的内壁均滑动连接有两个驱动块，四个所述第一联动推杆分别与四个所述驱动块固定连接，四个所述轴承中轴远离所述承载板体的一侧面均固定连接有第二联动推杆。

优选地，上述的负荷开关换相装置，其中四个所述第一滑动导轨的前方设置有两个隔离门，四个所述第二联动推杆分别通过销轴铰接于两个所述隔离门的上表面和底面，两个所述隔离门的正侧面均固定连接有助力把手。

本发明实施例还提供一种三相负荷不平衡自动换相调平***，包括智能换相终端和前述的负荷开关换相装置，所述智能换相终端与若干所述负荷开关换相装置进行通信连接。

优选地，所述负荷换相开关装置由LoRa通信电路、液晶显示电路、温度测量电路、电压电流采集电路、换相开关驱动电路构成；

所述LoRa通信电路用于接收由智能换相终端发送来的指令，完成换相动作的切换；

所述电流电压采集电路采集每相的数据实时传输给换相终端；

所述温度测量电路用于采集线路的温度参数；

所述液晶显示电路用于显示温度、电压电流等参数；

所述换相开关驱动电路主要驱动电磁继电器和晶闸管构成的组合电路执行换相动作。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的负荷换相开关装置，通过设置预警机构，可以对换相装置进行实时监控，并在换相装置过载时进行自动切断电流，避免换相装置过载导致损坏，同时能够进行预警提醒工作人员进行检修，通过设置闭合机构，能够在开启装置时自动推出承载板体，方便工作人员进行检修，进一步的提高工作效率。

2、本发明所述的负荷换相开关装置，通过设置固定板和螺纹槽，能够实现对装置的快速安装和拆卸，进一步的提高了装置安装的效率，通过设置警报灯，能够在警报器预警的同时进行闪光，对工作人员进行视觉提示，在设备集中放置时方便工作人员找到相对应的设备进行维修，通过设置助力把手，能够方便工作人员开启主体箱体，进一步的提高了工作人员维修装置的工作效率。

3、本发明所述的三相负荷不平衡自动换相调平***，采用Lora实现智能换相终端与负荷切换开关的数据通信，通过无线方式实现负荷的数据稳定传输，做到了零延时的无缝换相，不断电不影响用户用电，满足了电能质量的要求。

附图说明

图1为本发明负荷换相开关装置的立体结构示意图；

图2为本发明负荷换相开关装置的内部结构示意图；

图3为本发明所述的监控机构的立体结构示意图；

图4为本发明所述的闭合机构的立体结构示意图；

图5为本发明负荷换相开关装置的内部原理框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主体箱体；2、承载板体；3、预警机构；301、控制中心；302、换相开关；303、接电卡槽；304、转动轴组；305、接线柱；306、外接导线；307、固定槽；308、旋转电机；309、第一内置导线；310、警报器；311、第二内置导线；312、警报灯；313、第三内置导线；4、闭合机构；401、第一滑动导轨；402、第二滑动导轨；403、轴承；404、第一联动推杆；405、驱动块；406、第二联动推杆；407、隔离门；408、助力把手；5、固定板；6、螺纹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1-图4所示，本发明实施例提供一种负荷开关换相装置，具体包括主体箱体1，主体箱体1的内部设置有承载板体2，此处主体箱体1和承载板体2为装置的支撑基础，其应选用高强度轻质量的合金材料制成，同时应涂有绝缘涂层，避免装置过重难于搬运，同时避免装置导电导致误伤工作人员。主体箱体1的内部设置有预警机构3，预警机构3包括控制中心301，控制中心301固定连接于承载板体2的正侧面，控制中心301的右方设置有换相开关302，换相开关302固定连接承载板体2的正侧面，换相开关302的上表面和底面均电连接有三个接电卡槽303。换相开关302为现有的换相装置，通过固定螺丝固定于承载板体2的正侧面，其内部应设置有过载检测装置和无线收发装置，同时控制中心301之上应具备无线收发装置，方便控制中心301和换相开关302之间进行信号传输。

参见图1-图4所示，换相开关302的上方和下方均设置有转动轴组304，两个转动轴组304均固定连接于承载板体2的正侧面，两个转动轴组304的转轴外表面均固定连接由三个接线柱305，六个接线柱305分别与六个接电卡槽303相匹配。六个接线柱305的正侧面均电连接有外接导线306，控制中心301的上方和下方均设置有三个固定槽307，六个固定槽307均镶嵌于主体箱体1的内壁并延伸至主体箱体1的外部，六个外接导线306分别与六个固定槽307相匹配。外接导线306为可伸缩性弹性导线装置，避免承载板体2移动时拉断外接导线306导致设备损坏。

参见图1-图4所示，控制中心301的上方和下方均设置有旋转电机308，两个旋转电机308均固定连接于承载板体2的正侧面，两个旋转电机308的输出转轴分别与两个转动轴组304的转轴固定连接，两个旋转电机308均通过第一内置导线309与控制中心301电连接，控制中心301的上方设置有警报器310。在本实施例中，此处警报器310为现有的警报装置，能够发出高分贝提示音对工作人员进行提示，方便提示工作人员对设备进行检修。同时，警报器310固定连接于承载板体2的正侧面，警报器310通过第二内置导线311与控制中心301电连接，控制中心301的下方设置有警报灯312，警报灯312固定连接于承载板体2的正侧面，警报灯312通过第三内置导线313与控制中心301电连接。在本实施例中，能够通过控制中心301对换相开关302进行过载检测并按照对应预案做出反应，实现控制旋转电机308对换相开关302进行断电和操控警报器310对工作人员进行提示，同时能够配合警报灯312便于工作人员寻找装置位置。

参见图1-图4所示，主体箱体1的前方设置有闭合机构4，闭合机构4包括四个第一滑动导轨401，四个第一滑动导轨401分别固定连接于主体箱体1的两个内侧壁之上，承载板体2侧面的四个延伸部分别与四个第一滑动导轨401的内壁滑动连接。四个第一滑动导轨401之间设置有两个第二滑动导轨402，两个第二滑动导轨402分别固定连接于承载板体2的上表面和底面，两个第二滑动导轨402的上方和下方均设置有两个轴承403，四个轴承403分别镶嵌于主体箱体1的上表面和底面。

参见图1-图4所示，四个轴承403中轴靠近承载板体2的一侧面均固定连接有第一联动推杆404，两个第二滑动导轨402的内壁均滑动连接有两个驱动块405，四个第一联动推杆404分别与四个驱动块405固定连接，四个轴承403中轴远离承载板体2的一侧面均固定连接有第二联动推杆406。四个第一滑动导轨401的前方设置有两个隔离门407，四个第二联动推杆406分别通过销轴铰接于两个隔离门407的上表面和底面，两个隔离门407的正侧面均固定连接有助力把手408。能够在开启隔离门407时通过第一联动推杆404和第二联动推杆406带动承载板体2向前运动，并探出至装置外部，方便工作人员对预警机构3中电子元件进行维修，此处隔离门407应采用透明材料制成，方便警报灯312将光源传输至设备外部。

参见图1-图4所示，主体箱体1的背面转动连接有四个固定板5，四个固定板5远离主体箱体1的一端均开设有螺纹槽6，通过设置固定板5和螺纹槽6能够实现对装置的快速安装和拆卸，进一步的提高了装置安装的效率。

在本实施例中，负荷开关换相装置的工作原理为：利用固定板5和螺纹槽6将装置固定于预选位置，之后将外接导线306与相对应的电气设备连接，之后，在换相开关302工作时，若其中的负荷较大，则会将信号传输至控制中心301内部，控制中心301判断之后控制旋转电机308旋转，在旋转电机308旋转时带动转动轴组304转轴转动，实现将接电卡槽303与接线柱305分离，实现换相开关302的隔离，之后控制警报器310发出警报，提示工作人员设备故障，之后通过警报灯312进行闪烁，提示工作人员寻找设备位置，之后，若工作人员对设备进行维修时，通过助力把手408拉动隔离门407开启主体箱体1，在隔离门407移动时，通过第二联动推杆406带动轴承403的中轴旋转，在轴承403中轴旋转时，可通过第一联动推杆404带动驱动块405旋转，实现驱动块405在第二滑动导轨402内部滑动时带动第二滑动导轨402以及承载板体2前行，探出设备外部，综上便于设备对工作人员进行预警和工作人员维修设备。

本发明实施例还提供一种三相负荷不平衡自动换相调平***，包括智能换相终端和前面所介绍的负荷开关换相装置，智能换相终端与若干负荷开关换相装置进行通信连接。参见图5所示，负荷换相开关装置由LoRa通信电路、液晶显示电路、温度测量电路、电压电流采集电路、换相开关驱动电路构成；LoRa通信电路用于接收由智能换相终端发送来的指令，完成换相动作的切换；电流电压采集电路采集每相的数据实时传输给换相终端；温度测量电路用于采集线路的温度参数；液晶显示电路用于显示温度、电压电流等参数；换相开关驱动电路主要驱动电磁继电器和晶闸管构成的组合电路执行换相动作。在本实施例中，智能换相终端通过数据采集电路实时获取台区的三相电压电流数据，数据传值DSP控制单元，经过数据的处理与运算，DSP控制单元判定三相不平衡度超过规定阈值时，同时分析由无线通讯通信模块接收到的负荷开关换相装置的单位电流电压，综合做出研判发送换相指令给从机。负荷开关换相装置经Lora通信电路获得换相指令，通过换相开关驱动电路做出换相动作，至此换相全过程完成，配变台区三相负荷不平衡已自动调平。在本实施例中，采用Lora实现智能换相终端与负荷开关换相装置的数据通信，通过无线方式实现负荷的数据稳定传输，做到了零延时的无缝换相，不断电不影响用户用电，满足了电能质量的要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种负荷开关换相装置，包括主体箱体（1），其特征在于：所述主体箱体（1）的内部设置有承载板体（2），所述主体箱体（1）的内部设置有预警机构（3），所述预警机构（3）包括控制中心（301），所述控制中心（301）固定连接于所述承载板体（2）的正侧面，所述控制中心（301）的右方设置有换相开关（302），所述换相开关（302）固定连接所述承载板体（2）的正侧面，所述换相开关（302）的上表面和底面均电连接有三个接电卡槽（303），所述主体箱体（1）的前方设置有闭合机构（4），所述闭合机构（4）包括四个第一滑动导轨（401），四个所述第一滑动导轨（401）分别固定连接于所述主体箱体（1）的两个内侧壁之上，所述承载板体（2）侧面的四个延伸部分别与四个所述第一滑动导轨（401）的内壁滑动连接，所述主体箱体（1）的背面转动连接有四个固定板（5），四个所述固定板（5）远离所述主体箱体（1）的一端均开设有螺纹槽（6）；

所述换相开关（302）的上方和下方均设置有转动轴组（304），两个所述转动轴组（304）均固定连接于所述承载板体（2）的正侧面，两个所述转动轴组（304）的转轴外表面均固定连接有三个接线柱（305），六个所述接线柱（305）分别与六个所述接电卡槽（303）相匹配；

所述控制中心（301）的上方和下方均设置有旋转电机（308），两个所述旋转电机（308）均固定连接于所述承载板体（2）的正侧面，两个所述旋转电机（308）的输出转轴分别与两个所述转动轴组（304）的转轴固定连接，两个所述旋转电机（308）均通过第一内置导线（309）与所述控制中心（301）电连接，所述控制中心（301）的上方设置有警报器（310）；

在换相开关（302）工作时，若其中的负荷较大，则会将信号传输至控制中心控制中心（301）内部，控制中心控制中心（301）判断之后控制旋转电机（308）旋转，在旋转电机（308）旋转时带动转动轴组（304）转轴转动，实现将接电卡槽（303）与接线柱（305）分离，实现换相开关（302）的隔离，之后控制警报器（310）发出警报。

2.根据权利要求1所述的负荷开关换相装置，其特征在于：六个所述接线柱（305）的正侧面均电连接有外接导线（306），所述控制中心（301）的上方和下方均设置有三个固定槽（307），六个所述固定槽（307）均镶嵌于所述主体箱体（1）的内壁并延伸至所述主体箱体（1）的外部，六个所述外接导线（306）分别与六个所述固定槽（307）相匹配。

3.根据权利要求1所述的负荷开关换相装置，其特征在于：所述警报器（310）固定连接于所述承载板体（2）的正侧面，所述警报器（310）通过第二内置导线（311）与所述控制中心（301）电连接，所述控制中心（301）的下方设置有警报灯（312），所述警报灯（312）固定连接于所述承载板体（2）的正侧面，所述警报灯（312）通过第三内置导线（313）与所述控制中心（301）电连接。

4.根据权利要求1所述的负荷开关换相装置，其特征在于：四个所述第一滑动导轨（401）之间设置有两个第二滑动导轨（402），两个所述第二滑动导轨（402）分别固定连接于所述承载板体（2）的上表面和底面，两个所述第二滑动导轨（402）的上方和下方均设置有两个轴承（403），四个所述轴承（403）分别镶嵌于所述主体箱体（1）的上表面和底面。

5.根据权利要求4所述的负荷开关换相装置，其特征在于：四个所述轴承（403）中轴靠近所述承载板体（2）的一侧面均固定连接有第一联动推杆（404），两个所述第二滑动导轨（402）的内壁均滑动连接有两个驱动块（405），四个所述第一联动推杆（404）分别与四个所述驱动块（405）固定连接，四个所述轴承（403）中轴远离所述承载板体（2）的一侧面均固定连接有第二联动推杆（406）。

6.根据权利要求5所述的负荷开关换相装置，其特征在于：四个所述第一滑动导轨（401）的前方设置有两个隔离门（407），四个所述第二联动推杆（406）分别通过销轴铰接于两个所述隔离门（407）的上表面和底面，两个所述隔离门（407）的正侧面均固定连接有助力把手（408）。

7.一种三相负荷不平衡自动换相调平***，包括智能换相终端，其特征在于：还包括若干台权利要求1至6任一项所述的负荷开关换相装置，所述智能换相终端与若干所述负荷开关换相装置进行通信连接。

8.根据权利要求7所述的三相负荷不平衡自动换相调平***，其特征在于：所述负荷开关换相装置由LoRa通信电路、液晶显示电路、温度测量电路、电压电流采集电路、换相开关驱动电路构成；

所述LoRa通信电路用于接收由智能换相终端发送来的指令，完成换相动作的切换；

所述电压电流采集电路采集每相的数据实时传输给换相终端；

所述温度测量电路用于采集线路的温度参数；

所述液晶显示电路用于显示温度、电压电流等参数；

所述换相开关驱动电路主要驱动电磁继电器和晶闸管构成的组合电路执行换相动作。