[發明專利]一種用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器

無效

• 申請號: 201110242082.7
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102299523A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 林新春;段余平;康勇;邱軍;官習炳;高山;崔健;呂波;蔡惠紅;艾斌;孫威
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;華中科技大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊

技術領域

本發明涉及一種用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器，屬于電力電子技術領域。是研究應用電力半導體開關器件實現電能的變換及控制的一門技術，又稱為功率電子技術。

背景技術

應用現代電力電子技術可以實現電能質量的控制、為用戶提供特定的電能供應，目前主要使用的裝置有配電系統靜止補償器、有源電力濾波、動態電壓恢復器(DVR)等。動態電壓恢復器(DVR)是帶有儲能裝置的串聯補償裝置，除無功功率外，有補償有功功率的能力。

系統電壓受到干擾時，常常造成負荷側電壓短時跌落或突升(持續時間通常為幾個周波至幾十個周波)。這是導致敏感類負荷停電，計算機設備、精密設備及儀器故障的主要原因。動態電壓恢復器(DVR)在1～2個毫秒之內產生補償電壓，抵消系統電壓所受的干擾，使負荷側電壓感受不到擾動，保證了敏感類負荷、計算機設備、精密設備及儀器的安全可靠運行。

動態電壓恢復器(DVR)調節響應速度快，可以保證負荷側電壓波形為標準正弦，消除電壓諧波、電壓波動和閃變對負載的影響。

因三相四線制配電網在發生電壓不對稱故障時，為保證負荷側電壓波形不受影響，零序分量需要補償，以往采用三個獨立的動態電壓恢復器(DVR)進行補償，存在投資以及運行損耗較大的問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器，將三個獨立的動態電壓恢復器(DVR)的直流儲能單元合并成一個直流儲能單元，減少了儲能單元的數量，且減少了給直流儲能單元進行充電的充電裝置，因而減少了投資；同時本發明采用晶閘管來使動態電壓恢復器(DVR)在電網電壓正常時處于旁路狀態，使電網通過晶閘管給負載供電，用較低的晶閘管通態損耗替代逆變器較高的開關損耗，減少了運行成本。

本發明的技術方案：本發明的用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器包括接入電網端Us和恢復器輸出端Uc，串聯在接入電網端Us與恢復器輸出端Uc之間的耦合單元，與耦合單元連接的橋式逆變器、濾波單元、直流儲能單元和對直流儲能單元進行充電的充電單元，其耦合單元包括用于隔離的三個單相變壓器TA、TB、TC的副邊分別串入三相供電電網的A相、B相、C相，三個單相變壓器TA、TB、TC的原邊與逆變器側的的濾波單元相連，三個雙向晶閘管SCR_A、SCR_B和SCR_C分別并聯在三個單相變壓器TA、TB、TC的副邊作為電子開關。

在接入電網端Us與耦合單元之間串聯第一交流接觸器KM1的觸點，在三個單相變壓器TA、TB、TC的副邊與恢復器輸出端Uc之間串聯第二交流接觸器KM2的觸點，在接入電網端Us和恢復器輸出端Uc之間并聯第三個接觸器KM3觸點。

所述的三個單相變壓器TA、TB、TC的原邊分別通過各自的濾波單元連接到三個單相橋式逆變器的輸出端，三個單相橋式逆變器的輸入端并聯后與超級儲能電容器C1并連，超級儲能電容器C1通過充電電阻R與三相全橋整流電路的輸出端連接，三相全橋整流電路的輸入端通過三相變壓器T連接到接入電網端Us。

所述的超級儲能電容器C1與高頻濾波電容C2并聯，超級儲能電容器C1的容量為7～9法拉。

本發明的有益效果：

1、在電網供電電壓發生暫態故障時，本發明能迅速對電網注入補償電壓，且無論是單相電壓故障、三相對稱電壓故障或三相不對稱電壓故障，均能起到補償作用；

2、僅采用一個超級儲能電容器組進行儲能，體積小、儲能密度高，裝置整體耗費低；

3、在電網供電電壓正常時，本發明工作在晶閘管導通狀態，晶閘管的通態損耗比逆變器的開關損耗低，從而減小了裝置的運行損耗；

4、串聯耦合單元采用了隔離變壓器，可以推廣應用于中高壓系統；

附圖說明

圖1是本發明的總體電路邏輯框圖；

圖2是本發明的用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器的電路原理圖。

具體實施方式

圖1是本發明的總體電路邏輯框圖，圖2是本發明用于三相四線制配電網的動態電壓恢復器的電路原理圖：