近年来,在配电网低压侧三相四线系统中,由于单相负荷不对称、不均匀现象的普遍存在,造成低压配电网存在负荷三相不平衡的情况。当负荷不平衡时,配电网损耗将大大增加,同时使电能利用率降低且严重影响供电质量,进而直接影响电网的安全稳定运行。因此,针对上述问题,并结合低压配电网系统三相四线制的特点,研制了低压配电网三相不平衡智能换相控制系统。该系统由安装于变压器出线侧的智能换相终端和安装于用户侧的智能换相开关相互配合完成。智能换相终端通过外接的电流互感器实时检测变压器三相电流,对数据进行整理分析,判断是否在不平衡的状态。如果系统是在不平衡状态,则将分散于各用户侧的所有换相开关电流信息发送给智能换相终端,同时确定出各相在平衡时所需加减的电流值,再将控制信号发给换相开关,驱动双向晶闸管和磁保持继电器配合动作,将不平衡电流从电流大的相换到电流小的相上,最后达到一个相对的平衡。论文在分析三相不平衡产生的原因以及对电网造成的危害背景下,首先简要总结了国内外改善三相不平衡抑制方法的研究现状。再从低压三相不平衡的基本概念出发,通过对目前存在的几种三相不平衡度计算方法的优缺点进行比较,提出了平均对称分量法来计算三相不平衡度。依据上述基础,提出了低压配电网三相不平衡智能换相控制系统的总体设计方案。搭建了智能换相控制系统的总体构成框架,根据系统需要实现的功能要求和达到的技术指标要求,提出了基于负荷分配预计算算法的智能换相终端控制策略和智能换相开关中的复合开关换相策略。分别设计了智能换相开关与智能换相终端的软硬件。硬件方面采用以DSPIC数字信号控制器作为核心的硬件系统,其中主要包括稳压电源模块、时钟电路、数据采集电路、通讯模块设计、液晶显示电路、温度测量电路、换相开关驱动电路等几部分。软件方面,程序的开发均是在MPLAB的编译环境下,使用C语言以及汇编语言进行编程完成,主要包括主程序的设计、数据采集及处理程序设计、智能换相终端的抄收设计、三相不平衡换相控制策略程序设计、电压和电流检测处理程序设计、智能换相程序设计和通讯模块部分的程序设计等,其中最为关键的是三相电压电流的交流采样、对电压电流相位的实时计算、计算相位与晶闸管触发时刻的实时配合等程序模块。最后将设计的整个系统投入运行,通过实验以及现场实际应用的数据进行分析,结果表明该系统能合理地调整低压电网的三相负荷不平衡,使三相不平衡线路尽量接近三相平衡状态,减少了配网损耗,提高了电能质量,具有很好的推广应用价值。