利用電力線載波技術解決三相負荷不平衡

【摘 要】低壓負荷的不平衡問題由來已久，低壓電網大多是以三相四線制方式向用戶供電，是單相負載與三相生產用電混合用電的供電網絡。低壓電網的三相平衡一直就是困擾供電系統的非常重要問題之一，在按裝單相用戶時，供電部門就應該將單相負載均衡地分接在A、B、C三相網絡上，而現實生產實際工作中確并非如此，從而造成了三相負載不平衡的問題十分嚴重。特別是農網線路的配置和無序亂拉亂接現象十分嚴重，低壓電網的三相負荷不平衡不但要增加損耗，還會導致正弦波波形畸變嚴重，不但影響用電質量且會影響變壓器使用壽命，三相負荷不平衡一般是不太重要的因素，沒有能引起人們足夠重視，所以實踐很少，沒能能提出調平三相負荷的很好具體方法。所以利用電力線載波技術自動分析三相負荷平衡管理，具有重要的意義。

【關鍵詞】電力線載波；三相負荷；平衡管理

1 低壓電網三相負載平衡的重要性如下

一、安全供電——安全供電的基礎是三相負荷平衡。三相負荷不平衡，則降低線路和配電變壓器的供電效率，還會因重負荷相超載過多，從而造成某相導線燒斷、開關燒壞以及配電變壓器單相燒毀等非常嚴重的后果。

二、供電質量——三相負荷平衡才能保證用戶電能質量。三相負荷如果嚴重不對稱，中性點電位就會發生偏移，就會大大增加線路壓降和功率損失。重負荷相的單相用戶易出現電壓偏低，電器效能降低、電燈不亮等問題。而輕負荷相的單相用戶易出現電壓較高，可能造成電器絕緣擊穿、縮短電器使用壽命或者損壞用電器。對三相動力用戶來說，三相電壓不平衡，會引起電機過熱的現象。

三、節約能耗、降損——三相負荷保持平衡是節約能耗、降損的基礎。三相負荷不平衡將產生的不平衡電壓，加大了電壓偏移，增大了中性線電流。從而增大了線路損耗。線損顯著增加。

2 所屬技術領域

由中央控制室計算機，采用GPRS技術或PSTN等現代網絡技術與低壓電力線遠程載波技術相結合，實現對線路的負荷進行全面監控和管理。

本實用新型技術涉及三相四線制下的低壓電路的負荷自動識別，特別是能使負荷的管理達到自動化，智能化，系統化的控制技術。

一、背景技術

目前，眾所周知的低壓載波抄表技術，是由單臺變壓器下的集中器和線路中的載波表組成，但實現不了由計算機管理系統自動識別每個載波表是在A、B、C三相線路中的其中某一相上，也分析不出變壓器下的負荷狀態和三相平衡的問題。

二、技術內容

本實用型新技術方案——“電力線載波技術自動分析三相負荷平衡系統”，為了能自動分析出變壓器下負荷狀態和三相平衡的問題，可通過GPRS機/PSTN網等多種“上行通道”技術和最新低壓電力線載波技術“下行通道”方案來遠程控制變壓器下的“集中器”和“載波電能表”所構成的自動化管理系統。

該系統不僅可以達到在單臺變壓器下的所有載波電能表僅用一個集中器，通過現有的220V低壓電力線利用載波技術遠程控制每個載波電能表、且自動識別和檢測載波電能表在A、B、C三相的具體相位上和負荷工作狀態，通過對數據分析后，科學的對不平衡的負荷進行調整，達到分析出變壓器下的負荷狀態和三相是否平衡的問題，通過調整載波電能表在相位上的位置，從而解決低壓負荷的不平衡問題。

三、具體實施方式（技術問題的關鍵點）

在集中器的A、B、C三相上各設置一個載波模塊，獨立運行。由變壓器下的集中器通過單片機及載波模塊將載波信號傳遞在A、B、C三相220V的電力線上并自動與載波電能表進行實時通訊，同時采集載波電能表的電量數據進行保存，由主控中心計算機進行分析、管理。通過對集中器下的所有載波電能表的負荷數據進行統計、分析后，對不平衡的負荷進行最佳調整組合，最大限度的解決低壓負荷的不平衡問題。

A.“集中器”與“載波電能表”之間用電力線作為數據傳輸通道，最低成本方案；

B.在同一個配電變壓器下的一個“集中器”與 “載波電能表”即組成了一個網絡；

C.“載波電能表”地址可根據系統工程極方便的設置，一個配電變壓器下的“集中器”可支持700個“載波電能表”；

D.控制中心計算機隨時可采集全部載波電能表或某一個載波電能表的電量數據，以此自動分析三相負荷的平衡性。

“電力線載波技術自動分析三相負荷平衡系統”功能：

1.實時檢測網中所有載波電能表和A、B、C任一相載波電能表的運行情況及數據和所在相位的位置，自動分析出負荷的不平衡量；

2.整個轄區內的載波載波電能表及集中器配置成單一集群，統一管理；

3.獨立的載波電能表地址號和集中器號，單一管理對象；

4.檢測量可實時傳輸至總控室可實現管理中心自動化分析；

5.不平衡檢測和報警功能及記錄；

6.控制中心可通過移動通訊GSM網、PSTN網絡技術網絡發出指令，隨時控制載波電能表。

3 結語

綜上所述，該技術自動識別在三相四線中的載波電能表的相位位置和負荷，使得系統的最大效果是：一、靈活多樣的載波電能表安裝組合，可以最大限度的解決低壓負荷的不平衡問題。二、自動監測載波電能表在網中的任一相位中的工作狀態和負荷量。三、適用于城鎮載波電能表的自動化管理。四、解決由三相負荷不平衡帶來的正弦波波形畸變且影響用電質量問題。五、可延長變壓器的使用壽命。應用本系統會給供電部門帶來很大的經濟效益。

[責任編輯：湯靜]