CN111614076B - 用于三相四线制的供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于三相四线制的供电系统，其包含：模式切换器，其包含电网侧端子、负载侧端子、储能接口以及选择模块，其中，选择模块具备四种工作模式；第一断路器，其进线端子与供电电网连接，出线端子与模式切换器的电网侧端子连接；配电箱，其与模式切换器的负载侧端子连接；第二断路器，其进线端子与模式切换器的储能接口连接；储能装置，其与第二断路器的出线端子连接。本发明包含模式切换器，其具备多种工作模式，能够选择通过供电电网以及储能装置向负载供电。在供电电网停电时能通过储能装置实现对所有分布于不同相的用电设备供电，电网恢复供电时能对储能装置充电。本发明可靠性高、可操作性好、安全性高、适用面积广泛。

Description

用于三相四线制的供电系统

技术领域

本发明涉及电网供电领域，具体地说，涉及一种用于三相四线制的供电系统。

背景技术

三相四线制的进线模式在户用供电上有广泛的应用，用来为整栋房子的用电设备供电。为了减小用户负荷注入电网的三相不平衡电流，通常会将全部设备平均分配在三条不同的相线上。为了增加用户用电的可靠性，通常配置户用型储能装置，在电网停电时投入供电。户用型储能装置通常以单相输出，只能满足一相的用电需求，其余两相的用电设备无法正常使用。如果在电网停电时临时改线，将该储能装置输出连接到不同的三相，虽然也可以达到目的，但是不安全，也不方便；如果配置以三相输出的储能装置，三相输出的储能装置容量较大，对于用户来说不经济，效率不高。

因此，本发明提供了一种用于三相四线制的供电系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于三相四线制的供电系统，所述系统包含：

模式切换器，其包含电网侧端子、负载侧端子、储能接口以及选择模块，其中，所述选择模块具备四种工作模式；

第一断路器，其进线端子与供电电网连接，出线端子与所述模式切换器的电网侧端子连接；

配电箱，其与所述模式切换器的负载侧端子连接；

第二断路器，其进线端子与所述模式切换器的储能接口连接；

储能装置，其与所述第二断路器的出线端子连接。

根据本发明的一个实施例，所述电网侧端子包含c1端子、c2端子以及c3端子，所述负载侧端子包含c5端子、c6端子以及c7端子，所述储能接口包含c4端子。

根据本发明的一个实施例，其特征在于，所述第一断路器具备欠压脱扣功能，所述第一断路器包含e1进线端子、e2进线端子、e3进线端子以及e4进线端子，分别与所述供电电网的A相、B相、C相以及N相连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一断路器包含f1出线端子、f2出线端子以及f3出线端子，分别与所述c1端子、所述c2端子以及所述c3端子连接。

根据本发明的一个实施例，所述配电箱包含L1火线端子、L2火线端子以及L3火线端子，分别与所述c5端子、所述c6端子以及所述c7端子连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二断路器包含g1进线端子，其与所述c4端子连接。

根据本发明的一个实施例，所述选择模块包含第一组静触头、第二组静触头、第三组静触头、第四组静触头、第一组操作手柄以及第二组操作手柄，其中，所述第一组静触头包含a1静触头、a3静触头以及a5静触头，所述第二组静触头包含a2静触头、a4静触头以及a6静触头，所述第三组静触头包含b1静触头、b3静触头以及b5静触头，所述第四组静触头包含b2静触头、b4静触头以及b6静触头。

根据本发明的一个实施例，所述第一组静触头与所述c4端子连接，所述a2静触头与所述c1端子以及所述b1静触头连接，所述a4静触头与所述c2端子连接，所述a6静触头与所述c3端子连接，所述b2静触头与所述c5端子连接，所述b4静触头与所述c6端子链接，所述b6端子与所述c7端子连接。

根据本发明的一个实施例，所述选择模块包含电网供电模式、储能供电模式、储能充电模式以及停止模式，其中，

当所述第一组操作手柄与所述第二组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第四组静触头连通时，所述选择模块处于所述电网供电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第一组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第四组静触头连通时，所述选择模块处于所述储能供电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第一组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第三组静触头连通时，所述选择模块处于所述储能充电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第二组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第三组静触头连通时，所述选择模块处于所述停止模式。

根据本发明的一个实施例，所述第一断路器包含f4出线端子，所述第二断路器包含g2进线端子，所述配电箱包含N1零线端子，其中，所述f4出线端子与所述g2进线端子以及所述N1零线端子连接。

本发明提供的用于三相四线制的供电系统包含模式切换器，其具备多种工作模式，能够选择通过供电电网以及储能装置向负载供电，也能够对储能装置进行充电并在需要停止供电时进入停止模式。本发明在供电电网停电时能通过储能装置实现对所有分布于不同相的用电设备供电，在电网恢复供电时还能方便地对储能装置进行充电。本发明提供的供电系统可靠性高、可操作性好、安全性高、适用面积广泛。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统结构框图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统接线示意图；以及

图3显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统中选择模块接线示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

图1显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统结构框图。如图1供电系统包含模式切换器101、第一断路器102、配电箱103、第二断路器104以及储能装置105。

其中，模式切换器101包含电网侧端子、负载侧端子、储能接口以及选择模块，其中，选择模块具备四种工作模式。优选地，电网侧端子包含c1端子、c2端子以及c3端子，负载侧端子包含c5端子、c6端子以及c7端子，储能接口包含c4端子。

第一断路器102的进线端子与供电电网连接，出线端子与模式切换器101的电网侧端子连接。优选地，第一断路器具备欠压脱扣功能，第一断路器包含e1进线端子、e2进线端子、e3进线端子以及e4进线端子，分别与供电电网的A相、B相、C相以及N相连接。

另外，第一断路器包含f1出线端子、f2出线端子以及f3出线端子，分别与c1端子、c2端子以及c3端子连接。

配电箱103与模式切换器101的负载侧端子连接。优选地，配电箱包含L1火线端子、L2火线端子以及L3火线端子，分别与c5端子、c6端子以及c7端子连接。

第二断路器104的进线端子与模式切换器101的储能接口连接。优选地，第二断路器包含g1进线端子，其与c4端子连接。

储能装置105与第二断路器104的出线端子连接。

优选地，选择模块包含第一组静触头、第二组静触头、第三组静触头、第四组静触头、第一组操作手柄以及第二组操作手柄，其中，第一组静触头包含a1静触头、a3静触头以及a5静触头，第二组静触头包含a2静触头、a4静触头以及a6静触头，第三组静触头包含b1静触头、b3静触头以及b5静触头，第四组静触头包含b2静触头、b4静触头以及b6静触头。

具体来说，第一组静触头与c4端子连接，a2静触头与c1端子以及b1静触头连接，a4静触头与c2端子连接，a6静触头与c3端子连接，b2静触头与c5端子连接，b4静触头与c6端子链接，b6端子与c7端子连接。

另外，选择模块包含电网供电模式、储能供电模式、储能充电模式以及停止模式，其中，

当第一组操作手柄与第二组静触头连通，且第二组操作手柄与第四组静触头连通时，选择模块处于电网供电模式；

当第一组操作手柄与第一组静触头连通，且第二组操作手柄与第四组静触头连通时，选择模块处于储能供电模式；

当第一组操作手柄与第一组静触头连通，且第二组操作手柄与第三组静触头连通时，选择模块处于储能充电模式；

当第一组操作手柄与第二组静触头连通，且第二组操作手柄与第三组静触头连通时，选择模块处于停止模式。

优选地，第一断路器包含f4出线端子，第二断路器包含g2进线端子，配电箱包含N1零线端子，其中，f4出线端子与g2进线端子以及N1零线端子连接。

图2显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统接线示意图。

一般来说，现在的农村自建洋房和别墅通常采用三相四线制进线，为整栋房子的用电设备供电。为了减小用户负荷注入供电电网的三相不平衡电流，通常会将全部设备平均分配在三条不同的相线上。为了增加用户用电的可靠性，通常配置户用型储能装置，在供电电网停电时投入供电。该户用型储能装置通常以单相输出，只能满足一相的用电需求，其余两相的用电设备无法正常使用。如果在电网停电时临时改线，将该户用储能装置输出连接到不同的三相，虽然也可以达到目的，但是不安全，也不方便；如果配置以三相输出的户用储能装置，三相输出的户用储能装置容量较大，不经济。

因此，图2提出了一种户用型供电系统，适用于进线为三相四线的用户，含有户用储能装置且户用储能装置只能输出单相电，系统还含有模式切换装置，在供电电网停电时能通过一套单相输出的户用储能装置实现对所有分布于不同相的用电设备供电，在供电电网恢复供电时还能方便地对户用储能装置进行充电，操作简单，功能实用。

如图2，供电系统包含模式切换装置201、三相断路器202、用户配电箱203、单相断路器204以及户用储能装置205。

其中，三相断路器202是4极断路器，具备欠压脱扣功能，进线端子e1、e2、e3以及e4分别与供电电网的A相、B相、C相、N线连接。模式切换装置201共有7个对外接线端子c1、c2、c3、c4、c5、c6以及c7，电网侧端子c1、c2以及c3分别与三相断路器202的出线端子f1、f2以及f3相连。

用户配电箱203的火线端子L1、L2以及L3分别与模式切换装置201的负载侧端子c5、c6以及c7相连，零线端子N1与三相断路器202的出线端子f4相连。单相断路器204的进线端子g1与模式切换装置201的储能接口c4相连，单相断路器204的进线端子g2与三相断路器201的出线端子f4相连，单相断路器104的出线端子g3、g4分别与户用储能装置205的输出火线端子L和零线端子N2相连。

图3显示了根据本发明的一个实施例的用于三相四线制的供电系统中选择模块接线示意图。

选择模块301的内部如图3所示，其包含有12个静触头a1、a2、a3、a4、a5、a6、b1、b2、b3、b4、b5以及b6，所有12个静触头分为四组：(a1、a3、a5)为第一组，(a2、a4、a6)为第二组，(b1、b3、b5)为第三组，(b2、b4、b6)为第四组。选择模块301还包含两组操作手柄d1和d2，其中，操作手柄d1控制上部的动触头，操作手柄d2控制下部的动触头，两组动触头按照从左到右的顺序分别对应连接，其公共连接点固定。

优选地，动触头采用机械连锁，上部动触头只可能处于静触头(a1、a3、a5)的位置或静触头(a2、a4、a6)的位置，下部动触头只可能处于静触头(b1、b3、b5)的位置或静触头(b2、b4、b6)的位置。

如图3所示，电网侧端子c1、c2、c3分别与静触头a2、a4、a6连接，静触头a1、a3、a5连接在一起后再与储能接口c4连接，静触头a2和b1连接，静触头b2、b4、b6分别与负载侧端子c5、c6、c7连接。

在实际应用中，三相断路器202和单相断路器204均合上后，供电系统开始工作，用户可以通过模式切换装置201的操作手柄d1和操作手柄d2选择不同的工作模式运行，工作模式包含电网供电模式、储能供电模式、储能充电模式以及停止模式。

其中，电网供电模式：通过操作手柄d1控制模式切换装置202上部的动触头使其处于静触头(a2、a4、a6)的位置，然后通过操作手柄d2控制模式切换装置201下部的动触头使其处于静触头(b2、b4、b6)的位置，此时，用户配电箱203由供电电网三相四线供电。

储能供电模式：一旦电网停电，则三相断路器202的欠压脱扣功能将自动使其断开，此时用户可选择储能供电模式继续为负载供电。通过操作手柄d1控制模式切换装置201上部的动触头使其处于静触头(a1、a3、a5)的位置，然后通过操作手柄d2控制模式切换装置201下部的动触头使其处于静触头(b2、b4、b6)的位置，此时，用户配电箱203的三个火线端子L1、L2以及L3均由户用储能装置205提供单相电。

储能充电模式：在供电电网正常供电的前提下，如果户用储能装置205的电量不足，此时用户可选择储能充电模式为户用储能装置205充电。通过操作手柄d1控制模式切换装置201上部的动触头使其处于静触头(a1、a3、a5)的位置，然后通过操作手柄d2控制模式切换装置201下部的动触头使其处于静触头(b1、b3、b5)的位置，此时，户用储能装置205与供电电网其中一相连接并检测到网压正常，户用储能装置205自动进入充电模式直至充满。

停止模式：如果用户需要对配电线路进行检修，选择停止模式后可使户用储能装置205、用户配电箱203和供电电网这三者之间相互无连接，保证安全。通过操作手柄d1控制模式切换装置201上部的动触头使其处于静触头(a2、a4、a6)的位置，然后通过操作手柄d2控制模式切换装置201下部的动触头使其处于静触头(b1、b3、b5)的位置，此时，户用储能装置205、用户配电箱203和供电电网这三者之间相互保持断开状态。

综上，本发明提供的用于三相四线制的供电系统包含模式切换器，其具备多种工作模式，能够选择通过供电电网以及储能装置向负载供电，也能够对储能装置进行充电并在需要停止供电时进入停止模式。本发明在供电电网停电时能通过储能装置实现对所有分布于不同相的用电设备供电，在电网恢复供电时还能方便地对储能装置进行充电。本发明提供的供电系统可靠性高、可操作性好、安全性高、适用面积广泛。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种用于三相四线制的供电系统，其特征在于，所述系统包含：

模式切换器，其包含电网侧端子、负载侧端子、储能接口以及选择模块，其中，所述选择模块具备四种工作模式，其中，所述电网侧端子包含c1端子、c2端子以及c3端子，所述负载侧端子包含c5端子、c6端子以及c7端子，所述储能接口包含c4端子；

第一断路器，其进线端子与供电电网连接，出线端子与所述模式切换器的电网侧端子连接；

配电箱，其与所述模式切换器的负载侧端子连接；

第二断路器，其进线端子与所述模式切换器的储能接口连接；

储能装置，其与所述第二断路器的出线端子连接；

所述选择模块包含第一组静触头、第二组静触头、第三组静触头、第四组静触头、第一组操作手柄以及第二组操作手柄，其中，所述第一组静触头包含a1静触头、a3静触头以及a5静触头，所述第二组静触头包含a2静触头、a4静触头以及a6静触头，所述第三组静触头包含b1静触头、b3静触头以及b5静触头，所述第四组静触头包含b2静触头、b4静触头以及b6静触头；

所述第一组静触头与所述c4端子连接，所述a2静触头与所述c1端子以及所述b1静触头连接，所述a4静触头与所述c2端子连接，所述a6静触头与所述c3端子连接，所述b2静触头与所述c5端子连接，所述b4静触头与所述c6端子连接，所述b6静触头与所述c7端子连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一断路器具备欠压脱扣功能，所述第一断路器包含e1进线端子、e2进线端子、e3进线端子以及e4进线端子，分别与所述供电电网的A相、B相、C相以及N相连接。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一断路器包含f1出线端子、f2出线端子以及f3出线端子，分别与所述c1端子、所述c2端子以及所述c3端子连接。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配电箱包含L1火线端子、L2火线端子以及L3火线端子，分别与所述c5端子、所述c6端子以及所述c7端子连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二断路器包含g1进线端子，其与所述c4端子连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选择模块包含电网供电模式、储能供电模式、储能充电模式以及停止模式，其中，

当所述第一组操作手柄与所述第二组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第四组静触头连通时，所述选择模块处于所述电网供电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第一组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第四组静触头连通时，所述选择模块处于所述储能供电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第一组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第三组静触头连通时，所述选择模块处于所述储能充电模式；

当所述第一组操作手柄与所述第二组静触头连通，且所述第二组操作手柄与所述第三组静触头连通时，所述选择模块处于所述停止模式。

7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一断路器包含f4出线端子，所述第二断路器包含g2进线端子，所述配电箱包含N1零线端子，其中，所述f4出线端子与所述g2进线端子以及所述N1零线端子连接。

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