一种电能治理装置制造方法

xiaoxiao2020-7-31  7

一种电能治理装置制造方法
【专利摘要】一种电能治理装置属于供电或配电的电路装置【技术领域】,尤其涉及一种电能治理装置。本实用新型提供一种可实现对系统无功的实时动态连续补偿且治理全面的电能治理装置。本实用新型包括控制部分、三个单相电压源变流器和两组由复合开关控制的电容器,其结构要点一个单相电压源变流器的补偿端口与一相供电线路相连,两组电容器的三相补偿端口均分别与三相供电线路相连,控制部分的投切控制信号输出端口与电容器投切控制端口相连,控制部分的IGBT驱动信号输出端口分别与各单相电压源变流器IGBT控制端口相连,控制部分的电流、电压采集端口与供电线路相连;所述控制部分根据采集供电线路的瞬时电流、电压值。
【专利说明】一种电能治理装置【技术领域】
[0001]本实用新型属于供电或配电的电路装置【技术领域】,尤其涉及一种电能治理装置。
【背景技术】
[0002]伴随着电力系统不断发展,系统中谐波源的增加、无功功率的缺失、严重的三相不平衡等问题,严重地危害着系统的安全稳定运行。谐波会使波形失真,引起电力装置过热、烧损、误动作及对通信干扰等故障。功率因数下降会引起损耗的增加和系统电压的波动。电能质量问题越来越引起广大电力从业人员的重视。
[0003]现有电能质量治理产品可对电网中出现的无功、谐波或三相不平衡等某个问题进行治理,但无法同时解决电网中影响电能质量的大部分问题。

【发明内容】

[0004]本实用新型就是针对上述问题,提供一种可实现对系统无功的实时动态连续补偿且治理全面的电能治理装置。
[0005]为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,本实用新型包括控制部分、三个单相电压源变流器和两组由复合开关控制的电容器,其结构要点一个单相电压源变流器的补偿端口与一相供电线路相连,两组电容器的三相补偿端口均分别与三相供电线路相连,控制部分的投切控制信号输出端口与电容器投切控制端口相连,控制部分的IGBT驱动信号输出端口分别与各单相电压源变流器IGBT控制端口相连,控制部分的电流、电压采集端口与供电线路相连。
[0006]所述控制部分根据采集供电线路的瞬时电流、电压值,控制各单相电压源变流器IGBT开闭,设置线路欲补偿电流值;控制各电容器可控硅的关断角投、切电容。
[0007]作为一种优选方案,本实用新型所述单相电压源变流器包括IGBT模块,IGBT模块两输入端分别通过互感器接供电线路、地,IGBT模块两输出端与电容、电阻并联电路两端相连。
[0008]作为另一种优选方案,本实用新型所述电容器包括三个两端顺序连接呈三角形的电容,每个连接点均依次通过电抗、复合开关与供电线路相连;复合开关的控制端依次通过光耦单元、CPU与控制部分的投切控制信号输出端口相连;所述CPU根据所述控制部分发出的投切控制信号和电容器接入电网后的过零信号投切电容。
[0009]另外,本实用新型所述控制部分包括DSP、驱动部分、光纤发送部分、霍尔传感器、PT/CT部分、第一滤波电路、第二滤波电路、ADC转换部分、开出驱动部分、隔离部分和继电器,DSP端口分别与驱动部分输入端口、开出驱动部分输入端口、ADC转换部分输出端口相连,驱动部分输出端口通过光纤发送部分与所述各单相电压源变流器IGBT控制端口相连;开出驱动部分输出端口依次通过隔离部分、继电器与所述CPU输入端口相连;ADC转换部分输入端口分别与第一滤 波电路输出端口、第二滤波电路输出端口相连,第一滤波电路输入端口与霍尔传感器相连,第二滤波电路输入端口与PT/CT部分相连,霍尔传感器和PT/CT部分用于采集供电线路的瞬时电流、电压值。
[0010]本实用新型有益效果。
[0011]本实用新型电容器用来满足系统中的稳态无功需求,相当于一个固定容量补偿模块;而单相电压源变流器则用于动态补偿系统中的无功分量电流、谐波电流以及三相不平衡电流,并且在稳态情况下保留足够的动态可控无功补偿储备;因此,本实用新型采用电容器和单相电压源变流器配合使用,可实现对系统无功的实时动态连续补偿。
[0012]另外,由于采用单相电压源变流器补偿方式,能够根据系统三相电流的不平衡情况生成各相所需的平衡补偿电流,从而既解决系统三相电流不平衡问题又为电容器投切创造了较好的环境。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0014]图1是本实用新型电路原理框图。
[0015]图2是本实用新型与供电线路连接图。
[0016]图3是本实用新型控制部分电路原理框图。
[0017]图4是未采用本实用新型供电线路三相电流图。
[0018]图5是采用本实用新型后供电线路三相电流图。
[0019]图6是本实用新型输出的无功功率测量图。
[0020]图7是采用本实用新型前后各相电压电流总畸变率统计表。
[0021]图中,VSC为单相电压源变流器、MTSC为电容器。
【具体实施方式】
[0022]如图所示,本实用新型包括控制部分、三个单相电压源变流器和两组由复合开关控制的电容器,一个单相电压源变流器的补偿端口与一相供电线路相连,两组电容器的三相补偿端口均分别与三相供电线路相连,控制部分的投切控制信号输出端口与电容器投切控制端口相连,控制部分的IGBT驱动信号输出端口分别与各单相电压源变流器IGBT控制端口相连,控制部分的电流、电压采集端口与供电线路相连。
[0023]所述控制部分根据采集供电线路的瞬时电流、电压值,控制各单相电压源变流器IGBT开闭,设置线路欲补偿电流值;控制各电容器可控硅的关断角投、切电容。
[0024]所述单相电压源变流器包括IGBT模块,IGBT模块两输入端分别通过互感器接供电线路、地,IGBT模块两输出端与电容、电阻并联电路两端相连。
[0025]所述电容器包括三个两端顺序连接呈三角形的电容,每个连接点均依次通过电抗、复合开关与供电线路相连;复合开关的控制端依次通过光耦单元、CPU与控制部分的投切控制信号输出端口相连;所述CPU根据所述控制部分发出的投切控制信号和电容器接入电网后的过零信号投切电容。CPU接收到控制部分发出的投切控制信号通过光耦单元控制复合开关闭合,电容接入供电线路;电容接入供电线路后,CPU控制单元接收到过零信号使电容与供电线路断开。
[0026]所述控制部分包括DSP、驱动部分、光纤发送部分、霍尔传感器、PT/CT部分、第一滤波电路、第二滤波电路、ADC转换部分、开出驱动部分、隔离部分和继电器,DSP端口分别与驱动部分输入端口、开出驱动部分输入端口、ADC转换部分输出端口相连,驱动部分输出端口通过光纤发送部分与所述各单相电压源变流器IGBT控制端口相连;开出驱动部分输出端口依次通过隔离部分、继电器与所述CPU输入端口相连;ADC转换部分输入端口分别与第一滤波电路输出端口、第二滤波电路输出端口相连,第一滤波电路输入端口与霍尔传感器相连,第二滤波电路输入端口与PT/CT部分相连,霍尔传感器和PT/CT部分用于采集供电线路的瞬时电流、电压值。
[0027]下面结合【专利附图】

【附图说明】本实用新型的工作过程。
[0028]控制部分采集供电线路的瞬时电流、电压值,通过计算,得到控制IGBT导通的PWM数值,控制IGBT的导通,得到欲补偿的电流值。当控制部分检测到供电线路进入新的稳定工作点后,再控制投入或切除电容器,以承担由单相电压源变流器所卸下的部分无功负荷。这样就使得本实用新型既能满足不同的无功补偿需求,提高运行的灵活性和响应速度,又能对系统出现的谐波和三相不平衡进行实时补偿。电容器和单相电压源变流器在控制部分的统一调配下,既相互协调配合,又各自相对独立地工作。
[0029]可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电能治理装置,包括控制部分、三个单相电压源变流器和两组由复合开关控制的电容器,其特征在于一个单相电压源变流器的补偿端口与一相供电线路相连,两组电容器的三相补偿端口均分别与三相供电线路相连,控制部分的投切控制信号输出端口与电容器投切控制端口相连,控制部分的IGBT驱动信号输出端口分别与各单相电压源变流器IGBT控制端口相连,控制部分的电流、电压采集端口与供电线路相连; 所述控制部分根据采集供电线路的瞬时电流、电压值,控制各单相电压源变流器IGBT开闭,设置线路欲补偿电流值;控制各电容器可控硅的关断角投、切电容。
2.根据权利要求1所述一种电能治理装置,其特征在于所述单相电压源变流器包括IGBT模块,IGBT模块两输入端分别通过互感器接供电线路、地,IGBT模块两输出端与电容、电阻并联电路两端相连。
3.根据权利要求1所述一种电能治理装置,其特征在于所述电容器包括三个两端顺序连接呈三角形的电容,每个连接点均依次通过电抗、复合开关与供电线路相连;复合开关的控制端依次通过光耦单元、CPU与控制部分的投切控制信号输出端口相连;所述CPU根据所述控制部分发出的投切控制信号和电容器接入电网后的过零信号投切电容。
4.根据权利要求3所述一种电能治理装置,其特征在于所述控制部分包括DSP、驱动部分、光纤发送部分、霍尔传感器、PT/CT部分、第一滤波电路、第二滤波电路、ADC转换部分、开出驱动部分、隔离部分和继电器,DSP端口分别与驱动部分输入端口、开出驱动部分输入端口、ADC转换部分输出端口相连,驱动部分输出端口通过光纤发送部分与所述各单相电压源变流器IGBT控制端口相连;开出驱动部分输出端口依次通过隔离部分、继电器与所述CPU输入端口相连;ADC转换部分输入端口分别与第一滤波电路输出端口、第二滤波电路输出端口相连,第一滤波电路输入端口与霍尔传感器相连,第二滤波电路输入端口与PT/CT部分相连,霍尔传感器和PT/CT部分用于采集供电线路的瞬时电流、电压值。
【文档编号】H02J3/01GK203707784SQ201420012762
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】全凤岐, 李春东, 白挺玮, 张志毅, 薛思萌, 黄川
申请人:辽宁电能发展股份有限公司

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