一种小功率机组三相负载平衡器

摘要

本发明涉及供电设备技术领域，尤其是指小功率发电机组的负载平衡装置。该平衡器采用PLC全自动控制，包括有：一PLC模块；一与PLC模块连接的继电器输出模块，继电器输出模块通过继电器触点将阻性负载直接加载在机组欠载的单相输出上；一与PLC模块连接的模拟量输入模块，模拟量输入模块将模拟信号转换为数字信号并输送给PLC模块；一与模拟量输入模块连接的功率变送器，功率变送器将小功率机组三相输出信号经转换为模拟信号，输送给模拟量输入模块；一与继电器输出模块连接的继电器。本发明采用PLC全自动控制进行负载分配，达到机组三相负载均衡，结构简单，科学合理，投资成本低，且操作运行简便，提高了机组设备的运行率。

权利要求

1.一种小功率机组三相负载平衡器，其特征在于：该平衡器采用PLC全自动控制，包括有：一PLC模块(1)；

一与PLC模块(1)连接的继电器输出模块(2)，继电器输出模块通过继电器触点将阻性负载(5)直接加载在机组欠载的单相输出上；

一与PLC模块(1)连接的模拟量输入模块(3)，模拟量输入模块将模拟信号转换为数字信号并输送给PLC模块(1)；

一与模拟量输入模块(3)连接的功率变送器(4)，功率变送器将小功率机组三相输出信号经转换为模拟信号，输送给模拟量输入模块(3)；

一与继电器输出模块(2)连接的继电器(6)。

2.根据权利要求所述的一种小功率机组三相负载平衡器，其特征在于：阻性负载(5)是由每个单相接入4个1KW的电阻性负载构成。

说明书

一种小功率机组三相负载平衡器

技术领域：

[0001] 本发明涉及供电设备技术领域，尤其是指小功率发电机组的负载平衡装置。背景技术：

[0002] 随着现代科学技术的发展，负载形式多样化对电能质量造成了一定的影响，而各种设备对电能质量的要求越来越高，这对矛盾越来越明显。柴油发电机组允许耐受25％三相不平衡负载的限值，当超过此限值时，将会造成柴油发电机绕组发热成倍增加，机组的震动也相应增大，故障率也因而大幅上升。在此背景下，本申请人秉持着研究创新、精益求精的精神，利用其专业眼光和专业知识，研究出一种小功率机组三相负载平衡器。发明内容：

[0003] 本发明的目的在于提供一种采用PLC自动控制再进行单相加减载促使负载均衡的小功率机组三相负载平衡器。

[0004] 本发明再一目的是提供一种结构简单，科学合理，投资成本低，且操作运行简便，大大提高了机组设备的运行率的小功率机组三相负载平衡器。

[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种小功率机组三相负载平衡器，该平衡器采用PLC全自动控制，包括有：

[0007] 一PLC模块；

[0008] 一与PLC模块连接的继电器输出模块，继电器输出模块通过继电器触点将阻性负载直接加载在机组欠载的单相输出上；

[0009] 一与PLC模块连接的模拟量输入模块，模拟量输入模块将模拟信号转换为数字信号并输送给PLC模块；

[0010] 一与模拟量输入模块连接的功率变送器，功率变送器将小功率机组三相输出信号经转换为模拟信号，输送给模拟量输入模块；

[0011] 一与继电器输出模块连接的继电器。

[0012] 所述阻性负载是由每个单相接入4个1KW的电阻性负载构成。

[0013] 本发明整个运行过程由PLC全自动控制进行负载分配达到机组三相负载均衡，先是将三相电流信号分别接入功率变送器，然后转化为模拟信号输送给模拟量输入模块，模拟量输入模将模拟信号转换为数字信号并输送入PLC模块进行分析比较，由PLC比较各相负载不平衡度，当某一相负载不平衡度超过25％时，PLC输出指令给继电器输出模块，并通过继电器触点将阻性负载直接加载在发电机欠载的单相输出上，当机组三相输出信号恢复正常时，已经加在欠载单相的负载被自动卸去，由此达到通过改变程序来灵活改变发电机组的三相不平衡度。

[0014] 本发明再一优点是结构简单，科学合理，投资成本低，且操作运行简便，大大提高了机组设备的运行率和可操作性，优化机组使用。附图说明：

[0015] 附图1为本发明的电路原理图；

[0016] 附图2为本发明逻辑图。具体实施方式：

[0017] 以下结合附图对本发明进一步说明：

[0018] 参阅图1、2所示，本发明提供的一种小功率机组三相负载平衡器，该平衡器采用PLC全自动控制，包括有：

[0019] 一PLC模块1，实现智能调控机组的三相负载；

[0020] 一与PLC模块1连接的继电器输出模块2，继电器输出模块通过继电器触点将阻性负载5直接加载在机组欠载的单相输出上；

[0021] 一与PLC模块1连接的模拟量输入模块3，模拟量输入模块将模拟信号转换为数字信号并输送入PLC模块1；

[0022] 一与模拟量输入模块3连接的功率变送器4，功率变送器将小功率机组三相输出信号经转换为模拟信号，输送给模拟量输入模块3；

[0023] 一与继电器输出模块2连接的继电器6。

[0024] 所述阻性负载5是由每个单相接入4个1KW的电阻性负载构成。

[0025] 工作时，功率变送器4将小功率机组三相输出信号经转换为模拟信号，经模拟量输入模块3转换为数字信号后输送给PLC模块1，PLC模块1将接收到的信号进行分析比较后输出指令给继电器输出模块2，继电器输出模块2通过继电器6触点将阻性负载5直接加载在发电机欠载的单相输出上；当机组三相输出信号恢复正常时，已经加在欠载单相的负载被自动卸去。

[0026] 图2所示的工作逻辑图，本发明先是进行通电初始化，然后开始监控机组三相电流，三相电流信号分别接入功率变送器4，转化为模拟信号给模拟量输入模块3，模拟量输入模块3将模拟信号转化为数字信号并输送入PLC模块1中进行分析比较，实现由采用PLC全自动控制进行智能判断功率情况，即对机组三相功率监测：1)、如发现黄相功率过低，则自动给予增加负载，并通过继电器输出模块2做相应负载开关合闸(相应继电器6接通)，即达到成功加载，其它两相也是通过如此方式进行功率监测调整。2)、如发现黄相功率过高，则自动给予减少负载，并通过继电器输出模块2做相应负载开关分闸(相应继电器6断开)，即达到成功加载，其它两相也是通过如此方式进行功率监测调整。

[0027] 实施实例：

[0028] 下面以典型通信基站负载来说明三相负载平衡器的工作原理，假设该通信基站负载由7.5kW三相整流器及2台2kW单机机房空调组成，总计负载11.5kW，选配的机组型号为西电TM22机组，其长行功率/备用功率分别为16Kw/17kW，在接入三相负载平衡器前工况如下：

[0029] 50％时间内各相负载分配如下：

[0030] A相2.5kW+2kW＝4.5kW

[0031] B相2.5kW

[0032] C相2.5kW

[0033] 30％时间内各相负载分配如下：

[0034] A相2.5kW+2kW＝4.5kW

[0035] B相2.5kW+2kW＝4.5kW

[0036] C相2.5kW

[0037] 20％时间内各相负载分配如下：

[0038] A相2.5kW

[0039] B相2.5kW

[0040] C相2.5kW

[0041] 从上面可以看出最大负载不平衡度为(4.5-2.5)/(16.8/3)*100％＝36％，远远超出该发电机组允许耐受25％三相不平衡负载的限值，造成绕组发热成倍增加，机组的震动也相应增大。

[0042] 采用三相负载平衡器后，三相负载平衡器输入端接小功率机组三相输出上，阻性负载5分成三组分别接到机组的每个单相输出，每组阻性负载具有并联的4个1KW的电阻性负载，由PLC控制将单相阻性负载有效地平均分摊在发电机三相输出上。其控制过程是：首先将三相电流信号分别接入功率变送器4，然后转化为模拟信号输送给模拟量输入模块
3，模拟量输入模块3输出的数字信号进入PLC模块1进行分析比较；当某一相负载不平衡度超过25％时，PLC模块1输出指令给继电器输出模块2，继电器6触点将阻性负载5加载在发电机欠载的单相输出上，当机组三相输出信号恢复正常时，已经加在欠载单相的负载被自动卸去。

[0043] 接入三相负载平衡器后工况如下：

[0044] 发电机的工作情况大大改善：

[0045] 80％时间内各相负载分配如下：

[0046] A相、B相及C相均为2.5kW+2kW＝4.5kW

[0047] 20％时间内各相负载分配如下：

[0048] A相、B相及C相均为2.5kW

[0049] 从上面的例子可以看出，采用三相负载平衡器后，由于单相空调导致的发电机组输出三相负载不平衡问题迎刃而解。