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1、10申请公布号CN104218596A43申请公布日20141217CN104218596A21申请号201410496527822申请日20140925H02J3/26200601H02J13/0020060171申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人国网河南省电力公司电力科学研究院国网河南省电力公司72发明人邱武斌周宁张景超王倩王磊冯光李珊珊74专利代理机构郑州联科专利事务所普通合伙41104代理人刘建芳54发明名称基于低压线路负荷均衡的节能装置57摘要本发明公开了一种低压线路负荷均衡的节能装置，包括低压主控开关，低压主控开关第一端连接变压器二次侧，变压器一次侧。
2、用于连接电网供电端，低压主控开关的第二端接入低压母线，低压母线上还连接有多路均衡配电线路，多路均衡配电线路是由一个出线开关和N个分段开关依次连接组成的串联电路，出线开关接入低压母线，相邻两路均衡配电线路之间的末端通过联络开关连接并形成低压回路；低压主控开关和每路低压主控开关上的出线开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器，每路均衡配电线路上的N个分段开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器。解决了线路负荷不均衡造成的线路重载或超载问题，避免因故障或检修造成整条线路停电。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页。
3、附图1页10申请公布号CN104218596ACN104218596A1/1页21一种基于低压线路负荷均衡的节能装置，其特征在于包括低压主控开关，低压主控开关第一端连接变压器二次侧，变压器一次侧用于连接电网供电端，低压主控开关的第二端接入低压母线，低压母线上还连接有多路均衡配电线路，多路均衡配电线路是由一个出线开关和N个分段开关依次连接组成的串联电路，出线开关接入低压母线，相邻两路均衡配电线路之间的末端通过联络开关连接并形成低压回路；所述的低压主控开关和每路低压主控开关上的出线开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器，每路均衡配电线路上的N个分段开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器。
4、。2根据权利要求1所述的基于低压线路负荷均衡的节能装置，其特征在于所述的负荷均衡控制器包括微处理器，微处理器分别连接电源模块、数据存储器、程序存储器、3G通信模块、WIFI通信模块、无线传感器网络通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块和以太网通讯模块。3根据权利要求2所述的基于低压线路负荷均衡的节能装置，其特征在于所述的一个低压主控开关和多个出线开关采用具有电流保护功能及通信功能的智能低压断路器。4根据权利要求3所述的基于低压线路负荷均衡的节能装置，其特征在于上述的所有分段开关和联络开关采用具有电流保护功能，操作电源具有两路自动切换功能，且可以根据需要选配通信方式的智能低压断路器。5。
5、根据权利要求4所述的基于低压线路负荷均衡的节能装置，其特征在于所述的低压主控开关、多个出线开关、变压器和负荷均衡控制器设于配电室内。权利要求书CN104218596A1/4页3基于低压线路负荷均衡的节能装置技术领域0001本发明涉及电力系统低压均衡配电技术领域，尤其涉及一种适用于380V及220V的低压线路的基于低压线路负荷均衡的节能装置及其控制方法。背景技术0002现行的低压配电线路多采用放射状方式，不存在负荷转供的通道。实际的配电网线路中，用电情况存在着用电峰谷和昼夜性用电峰谷，导致线路上不同时段所带负荷不均匀的现象，同时，也会出现线路与线路之间负荷不均衡现象，有的线路重载或过载，有的线路。
6、负荷较轻。总结当前低压配电线路存在的主要问题是（1）重载或超载线路由于线路温度升高，导体电阻增大，造成线路电能损耗增大；（2）重载或超载线路存在火灾等安全隐患；（3）一条线路出现故障时，该线路上的用户均需要停电，停电面积大，影响供电可靠率。发明内容0003本发明的目的是提供一种基于低压线路负荷均衡的节能装置，根据线路之间的负荷进行合理地转供调配，解决了线路负荷不均衡造成的线路重载或超载问题，避免因故障或检修造成整条线路停电，缩小停电面积，提高了低压供电可靠率，保障低压配电系统安全运行。0004本发明采用的技术方案为一种低压线路负荷均衡的节能装置，包括低压主控开关，低压主控开关第一端连接变压器二。
7、次侧，变压器一次侧用于连接电网供电端，低压主控开关的第二端接入低压母线，低压母线上还连接有多路均衡配电线路，多路均衡配电线路是由一个出线开关和N个分段开关依次连接组成的串联电路，出线开关接入低压母线，相邻两路均衡配电线路之间的末端通过联络开关连接并形成低压回路；所述的低压主控开关和每路低压主控开关上的出线开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器，每路均衡配电线路上的N个分段开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器。0005所述的负荷均衡控制器包括微处理器，微处理器分别连接电源模块、数据存储器、程序存储器、3G通信模块、WIFI通信模块、无线传感器网络通信模块、RS485通信模块、RS2。
8、32通信模块和以太网通讯模块。0006所述的一个低压主控开关和多个出线开关采用具有电流保护功上述的所有分段开关和联络开关采用具有电流保护功能，操作电源具有两路自动切换功能，且可以根据需要选配通信方式的智能低压断路器。0007所述的低压主控开关、多个出线开关、变压器和负荷均衡控制器设于配电室内。0008本发明通过负荷均衡控制器的RS485通信模块采集需要配置用电均衡区域的低压主控开关及多路均衡配电线路上的出线开关和分段开关的负荷数据信息，进一步通过负荷均衡控制器中的微处理器进行分析、处理，从而发送控制命令到相应的开关，根据线路之说明书CN104218596A2/4页4间的负荷进行合理地转供调配。。
9、同时，解决了线路负荷不均衡造成的线路重载或超载问题，避免因故障或检修造成整条线路停电，缩小停电面积，提高了低压供电可靠率，保障低压配电系统安全运行。附图说明0009图1为本发明的电路原理图；图2为本发明的负荷均衡控制器的原理框图。具体实施方式0010如图1、2所示，本发明包括低压主控开关3，低压主控开关3第一端连接变压器2二次侧，变压器2一次侧用于连接电网供电端，低压主控开关3的第二端接入低压母线4，低压母线4上还连接有多路均衡配电线路，多路均衡配电线路是由一个出线开关和N个分段开关依次连接组成的串联电路，出线开关接入低压母线4，相邻两路均衡配电线路之间的末端通过联络开关连接并形成低压回路；所。
10、述的低压主控开关3和每路低压主控开关上的出线开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器5，每路均衡配电线路上的N个分段开关通过一道独立的通信信道连接负荷均衡控制器5。负荷均衡控制器5包括微处理器，微处理器分别连接电源模块、数据存储器、程序存储器、3G通信模块、WIFI通信模块、无线传感器网络通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块和以太网通讯模块。低压主控开关3、多个出线开关、变压器2和负荷均衡控制器5设于配电室1内。一个低压主控开关和多个出线开关采用具有电流保护功能及通信功能的智能低压断路器，上述的所有分段开关和联络开关采用具有电流保护功能，操作电源具有两路自动切换功能，且可以根据。
11、需要选配通信方式的智能低压断路器。0011本发明所述的低压主控开关3和出线开关选用智能低压断路器，要求具有电流保护功能，并且具备通信功能，分段开关和联络开关13选用智能低压开断路器，要求具有电流保护功能，开关的操作电源具有两路自动切换功能，可以根据需要选配无线通信、RS485通信等通信方式，本原理图中选用有线通信方式。0012如图2所示，负荷均衡控制器5主要由微处理器、电源模块、数据存储器、程序存储器、3G通信模块、WIFI通信模块、无线传感器网络通信模块、RS485通信模块、RS232通信模块、以太网通信模块组成。0013其中，微处理器采用ATMEL9263，安装LINUX操作系统；电源模块。
12、用于为负荷均衡控制器5供电；数据存储器存放低压主控开关、出线开关、分断开关和联络开关通过通信通道发送给负荷均衡控制器5的数据；程序存储器存放负荷均衡控制器5运行程序；3G通信模块用于通过移动网络与远方进行无线通信，配置2路通信通道，可根据工程实际情况选配；WI通信模块用于与本地移动终端或电脑进行短距离无线通信，配置2路通信通道；无线传感器网络通信模块用于与线路上的分断开关和联络开关进行无线通信，配置4路通信通道，可根据工程实际情况选配；RS485通信模块用于与低压主控开关、出线开关、分段开关和联络开关进行有线通信，配置4路通信接口，可根据工程实际情况选配；RS232通信模块用于与现场调试电脑等。
13、通信，配置2路通信接口，可作为备用通信通道；以太网通信模块用于与电脑等网络设备的通信，配置2路通信接口。如图1所示，负荷均衡控制器5使用3说明书CN104218596A3/4页5个RS485接口与多路开关通信，最右端的一个RS485通过通信线路与分段开关8、分段开关9、分段开关10、分段开关11和联络开关13连接，中间一个RS485接口通过通信线路与低压主控开关3、出线开关6、出线开关19连接，最左端的一个RS485接口通过通信线路与分段开关14、分段开关15、分段开关16、分段开关17连接，当然，还需要根据工程实际情况选择通信方式，配置通信接口。假设线路上的负荷是平均分布的，当线路上安装3只。
14、分段开关时，线路被分为4段，每段负荷占整条线路负荷的25；当线路上安装4只分段开关时，线路被分为5段，每段负荷占整条线路负荷的20；当线路上安装5只分段开关时，线路被分为6段，每段负荷占整条线路负荷的167。分段开关的数量要根据现场实际情况确定，推荐采用4个分段开关方案。0014负荷均衡控制器5主要执行过程为首先，电源模块接通电源，向微处理器和其他模块供电，微处理器运行负荷均衡控制器5程序，进行系统初始化，微处理器再向RS485通信模块或者无线传感器网络通信模块发送通信指令，采集各开关的数据，微处理器再对采集到的各开关数据进行相应的处理，生成各条线路总负荷情况和线路各段的负荷数据，判断线路之间。
15、的负荷是否均衡，如果不均衡且满足调整条件，则向相应开关发送遥控指令，继续执行下一个采集或调整过程，直到满足均衡为止。在附图1中，以分段开关8为例，说明负荷均衡控制器5采集开关数据的执行过程。微处理器向最右端的一个RS485接口发送含有分段开关8编号的数据采集指令，同时，微处理器也可以通过无线传感器网络通信模块进行采集信息的无线传递，该指令通过通信线路12传到分段开关8及通信线路12连接的其他开关线路上，此时，分段开关8响应指令，而其他开关不予响应；随即通过通信线路12向最右端的一个RS485接口返回需要采集的数据，微处理器再向其他开关发送采集数据指令，逐一采集每个开关的数据。以附图1中分段开关。
16、8为例，说明负荷均衡控制器5遥控开关分合的执行过程。微处理器向最右端的一个RS485接口发送含有分段开关8编号的遥控指令；该指令通过通信线路12传到8分段开关及通信线路连接的其他开关，分段开关8响应指令而其他开关不予响应；如果是遥控分闸指令，则分段开关8分断，如果是合闸指令，则分段开关8关合；遥控指令执行完毕后，分段开关8通过通信线路12向最右端的一个RS485接口返回遥控执行结果。0015以附图1为例，下面详细说明本发明负荷均衡自动调整的工作原理线路正常运行时，主控开关、出线开关和分段开关处于关合状态，联络开关处于分断状态；线路I7的总负荷等于线路I7各段负荷之和，线路II18的总负荷等于线。
17、路II18各段负荷之和，即线路的一段负荷为整条线路负荷的20。0016负荷均衡控制器5根据每条线路的总负荷数据和每段线路的负荷数据，确定需要遥控的开关编号和遥控顺序。如果线路I7重载或过载，线路II18相对轻载，假设线路I7负荷大于线路II18负荷的40，负荷均衡控制器5遥控关合联络开关13，遥控分断分段开关11，此时，线路I7的1113段的负荷分配到线路II18上，线路I7的68、89、910段的负荷供电均正常，但是，线路I7负荷下降了20，由于线路I7的1113段的负荷通过联络开关13的闭合，转移到线路II18上，从而使得线路II18负荷上升20，线路I7和线路II18的负荷达到均衡；假设。
18、线路I7负荷大于线路II18负荷的80，负荷均衡控制器5遥控关合联络开关13，遥控分断分段开关10，将线路I7的1011段和1113段的负荷分配到线路II18上，线路I7负荷下降40，线路II18负荷上升40，线路I7和线路II18的负荷达到均说明书CN104218596A4/4页6衡；同理可以调整其他区段的负荷，使线路间负荷达到均衡。若还存在线路III,或者多个线路，则需要配和调整线路II18上的出线开关19或者各条线路上的出线开关及分段开关。0017线路环网供电的实现过程如下当线路I7的出线开关6因故跳闸或线路I7的68段因故停电时，线路I7的用户全部停电，此时可以遥控分断分段开关8，关合联络开关13，再逐次关合分段开关11、分段开关10、分段开关9。这样，除线路I7的68段停电外，其他的区段恢复供电，从而缩小了停电区段，提高了供电可靠率。0018遥控操作在手机等手持移动终端上完成。负荷均衡控制器5中嵌入了WEB系统，手持移动终端通过WI通道与负荷均衡控制器5建立连接，输入用户名和密码登陆到负荷均衡控制器5中的WEB界面，WEB界面具有附图1的电力接线图，可以在图形上进行遥控操作，遥控指令由负荷均衡控制器5发送给相应的开关。说明书CN104218596A1/1页7图1图2说明书附图CN104218596A。