SF-Q200系列智能换相开关技术使用说明书2017

智能换相开关技术使用说明书陕西四方华能电气设备有限公司目录第一篇行业背景.........................................................................................................................11.1三相不平衡的概念..........................................................................................................11.2三相不平衡的危害..........................................................................................................11.3治理三相不平衡的传统方法..........................................................................................2第二篇产品简介..........................................................................................................................32.1系统概述..........................................................................................................................32.2系统组成..........................................................................................................................32.3系统功能..........................................................................................................................52.4系统优势..........................................................................................................................52.5技术参数..........................................................................................................................6第三篇技术原理..........................................................................................................................73.1平衡原理..........................................................................................................................73.2不掉电换相原理..............................................................................................................8第四篇使用说明..........................................................................................................................94.1SF-Q210主控开关.............................................................................................................94.2SF-Q220换相开关..........................................................................................................124.3手机APP软件................................................................................................................14第五篇工程设计说明................................................................................................................155.1结构与安装尺寸............................................................................................................155.2安装方案........................................................................................................................185.3CT技术要求....................................................................................................................195.4系统安装接线图............................................................................................................19智能换相开关第1页第一篇行业背景1.1三相不平衡的概念图1-1三相负荷分时曲线图1）定义三相不平衡是指在电力系统中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。造成三相不平衡的主要原因是三相负荷不均衡，属于基波负荷配置问题。2）计算方法和规定《国家电网公司企业标准（Q/GDW519-2010）配电网运行规程》中第8.7.4条规定：不平衡度计算式：（最大电流–最小电流）÷最大电流×100%国网标准：三相负荷不平衡度不应大于15%，只带少量单相负荷的三相变压器，中性线电流不应超过额定电流的25%。1.2三相不平衡的危害三相负载不平衡问题对电力系统、用户供电等都带来了严重的危害。主要表现在以下几个方面：增加变压器损耗增加线路损耗配变出力减小，降低了配变利用率变压器发热，严重时甚至会烧毁变压器容易导致过压、低压，影响用电设备的正常工作我国的低压配电网点多面广、结构复杂，并且随着人们生活水平的不断提高，负荷性质日趋多样化、负荷波动越发显著，使低压台区变三相不平衡问题越发突出。而另一方面，治理三相不平衡的方法相对欠缺，很难从人力和技术上解决，导致三相负荷不平衡问题非常普遍，尤以农网最为严重。智能换相开关第2页1.3治理三相不平衡的传统方法通过人工改线调整负荷这种方法使用率最高，但其人力投入大，需切断用户供电，而且难以长期适应负荷的变化规律。通过SVG静止同步补偿器补偿SVG静止同步补偿器可以对三相不平衡进行补偿，但这种方法成本高，只能做到变压器低压侧三相电流近似平衡，不是从本质上实现负荷平衡。通过APF有源滤波器补偿APF有源滤波器除滤除谐波功能外，可对三相不平衡起到一定的补偿作用，但用这种方法成本高昂，同样不是从本质上实现负荷平衡。综上：传统手段相对欠缺，而且投入大、效率低，不能从根本上解决三相不平衡问题。智能换相开关第3页第二篇产品简介2.1系统概述智能换相开关是陕西四方华能电气设备有限公司研发的一套用于治理三相不平衡的产品。它适用于三相四线制的380V/220V低压配电系统，能够在不中断用户供电的情况下根据不平衡度自动调节三相负载，克服传统依靠人工改线来调节三相不平衡的缺点。本产品可有效降低由三相负载不平衡所导致的变压器损耗、线路损耗，克服某相过流、末端低压等情况，以及由三相不平衡带来的众多安全隐患。2.2系统组成SF-Q200系列智能换相开关包括SF-Q210主控开关和SF-Q220换相开关：SF-Q210主控开关是是集采样、运算、通信、人机交互、智能组网、平衡逻辑算法于一体的智能控制装置。SF-Q220换相开关是集采样、运算、通信、相序切换功能于一体的智能投切装置。图2-1SF-Q210主控开关智能换相开关第4页图2-2SF-Q220-90A换相开关图2-3SF-Q220-120A换相开关智能换相开关第5页2.3系统功能自动平衡三相负载实时监测三相不平衡度，并根据不平衡度自动调节三相负载，换相时间≤20ms，不中断用户供电，不会引起常用电器的复位和重启动，也不会对电器产生损害。降低变压器损耗使变压器处于对称运行状态，有效降低了变压器损耗。降低线路损耗有效减小中性线电流，从而减小中性线的损耗及相线的损耗。解决低压、过压问题解决由三相不平衡所导致的低压、过压的问题，避免因过压烧坏用电设备或因低压影响用电设备的正常运行。保护低压配网安全运行避免中性线电流长期过大导致的发热和老损，避免变压器等配电设备烧毁的隐患。2.4系统优势免维护、免管理系统投运后无需专人维护和管理，节省人力物力，提高效率自动换相，不需中断用户供电1）自动换相，无需人工参与2）换相时间≤20ms，不会导致供电中断可靠的相间防短路技术1）可靠的硬件闭锁技术，防止多个相序同时接通2）多重软件算法，智能预防相间短路开关元件不耗电，装置功耗小1）采用永磁继电器机构，无压运行2）装置运行功耗≤8W智能换相开关第6页2.5技术参数表2-1产品技术参数分类参数名称换相开关主控开关电气参数接线方式三相四线制三相四线制额定电压AC380V/220VAC380V/220V额定电流90A/120A--额定频率50Hz50Hz额定绝缘电阻100MΩ100MΩ额定工频耐受电压2.5kV2.5kV额定冲击耐受电压5kV5kV载波通信频率421kHZ421kHZ性能指标换相时间≤20ms--机械寿命10万次--电流/电压采样精度0.5级0.5级稳定通信距离≤1500米≤1500米防护等级IP54IP54SOE存储容量128条128条录波存储容量--64M使用环境使用工况户外户外环境温度-10℃~55℃-10℃~55℃海拔≤3000m≤3000m第三篇技术原理3.1平衡原理1）原理概述图3-1系统拓扑图每个支路的始端均安装一台主控开关，负责监测三相不平衡信息，并下发调节命令；支路沿线在用户前端安装换相开关，可监测自身带载回路的负荷信息，并根据主控开关下发的换相命令进行相应换相操作。2）智能组网SF-Q200系列智能换相开关采用电力载波的方式进行通信，每个主控开关只负责与其同支路的换相开关进行通信，一个支路构成一个子系统，主控开关作为主机，换相开关作为从机。本系统针对多主控开关共网的模式，开发了独特的智能组网机制——抢占式分时通信机制，该机制避免了不同支路之间的载波通信的冲突和干扰，实