[發明專利]一種新型零序電流補償器

無效

• 申請號: 201010164941.0
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101860036A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 伏祥運;趙明;姚鋼;何維祥
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司連云港供電公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 王彥明

技術領域

本發明屬于電力技術領域，特別是一種可用于低壓配電網的新型零序電流補償器。

背景技術

在三相四線制系統中，大型的商場、寫字樓、居民小區不斷涌現，其中含有很多的單相非線性負載，它們在工作時將產生大量的諧波，對電網造成一定影響。單相非線性負載中三次諧波含量很大，造成了三次諧波電流中在中性線重點的大量流動，此外三相負荷不平衡造成的基波零序分量也在中性線中流動，經常使得中性線的電流超過各相線中的電流。在配電網設計時，中性線的導線截面通常與各相導線的截面相同甚至更小，容易造成中性線的過載甚至燒毀。因此中性線電流抑制成為電力工作者廣泛關注的問題。

針對中性線電流過大的問題，可以通過增大中性線的導線截面的方法進行解決，但這需要大量的投資，而且該方法不能減小電源側電流的諧波，對電能質量的提高沒有作用。為此，國內外學者提出了裝設無源濾波、曲折變壓器、混合串聯補償、有源濾波器等方法進行中性線電流進行抑制。無源濾波的效果受系統的參數影響較大，濾波效果不夠理想，還容易造成諧波的放大，造成事故。曲折變壓器在國內外也有一定應用，曲折變壓器對零序電壓呈現低阻，濾波效果也受系統參數影響較大，濾波能力在50％左右。另外在系統電壓不平衡時，零序電壓分量可能造成曲折變壓器的過電流。有源濾波器效果最好，國內外學者針對三相四線制系統進行了廣泛的研究，取得了較大進展。利用電壓互感器零序電壓的測量原理，在Y/Δ變壓器的開口三角側接入單相逆變器的新型結構，有效地改善了濾波器的濾波效果，逆變器僅承受零序電壓，該結構直流電壓較高，開關應力較大。另一方面，低壓配電網運行工況較為復雜，電壓不平衡和畸變的情況經常出現，逆變器補償電流與輸出電壓相互作用，可能出現輸出有功功率為負的情況，即逆變器吸收有功功率。若吸收的功率比開關器件等損耗大時，由于該結構中采用不控整流為逆變器提供直流電源，電能不可逆，這將導致直流側電壓的升高，容易造成設備的損壞。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種對負荷的零序電流進行補償、降低中性線電流的新型零序電流補償器。

本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種新型零序電流補償器，其特點是：包括可控整流橋、直流環節電容、逆變橋以及曲折變壓器，曲折變壓器的一次側形成的三個端子分別為A、B、C接低壓配電網的三相，可控整流橋的交流側與曲折變壓器的二次側相接，可控整流橋的直流側連接有直流環節電容，并與逆變橋的直流側相連，逆變橋的交流側的一個端子與曲折變壓器的中性點O連接，另一個端子為N接低壓配電網的零線。

本發明要解決的技術問題還可以通過以下技術方案來進一步實現，曲折變壓器的二次側為角形接線、Y接線、V形接線或單相輸出。

本發明與現有技術相比，是以基本的曲折變壓器與逆變橋為主體結構，將有源濾波和曲折變壓器有機的結合在一起，能夠在有效補償零序電流，而且由可控整流橋為逆變橋提供直流電源，增強了裝置的適應性。本發明的逆變橋具有以下優點：(1)可控整流橋實現了能量的雙向流動，解決了直流過壓問題，整流橋主要補償為零序及諧波有功功率，容量較小；(2)直流電壓低，開關應力小，開關損耗小；(3)補償電流靈活控制，能夠實現全補償或者部分特定成分補償；(4)補償效果受系統參數影響小；(5)并聯接入系統，設備故障后對系統運行影響小；(6)能夠提高公共接入點的電壓質量。

附圖說明

圖1為本發明的結構簡圖。

圖2為電流控制原理圖。

圖3為直流電壓控制原理圖。

具體實施方式

一種新型零序電流補償器，包括可控整流橋2、直流環節電容3、逆變橋4以及曲折變壓器1，曲折變壓器1的一次側形成的三個端子分別為A、B、C接低壓配電網的三相，可控整流橋2的交流側與曲折變壓器1的二次側相接，可控整流橋2的直流側連接有直流環節電容3，并與逆變橋4的直流側相連，逆變橋的交流側的一個端子與曲折變壓器的中性點O連接，另一個端子為N接低壓配電網的零線。曲折變壓器的二次側可以為角形接線、Y接線、V形接線或單相輸出。圖中用角形接線做代表。

由于逆變橋接在曲折變壓器的中性點和中性線之間，對稱的電壓分量都加在曲折變壓器上，逆變橋僅承受系統的基波零序電壓分量及3、9、15……次諧波電壓，因此逆變橋輸出電壓較低，直流側電容電壓也可以設置的比較低。