[實用新型]三相靜止功率平衡裝置

有效

• 申請號: 201220489764.8
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN202772595U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 李川;王冰;鮑小鋒;雷霆;王濤;王玉榮;米嘯云;劉曜;常榮
• 申請（專利權）人: 云南電網公司玉溪供電局
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/38
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本實用新型涉及一種電網用戶三相靜止功率側負荷平衡調節裝置，具體是一種節約能源降低損耗的三相靜止功率平衡裝置。

背景技術

隨著社會經濟的飛速發展，大量單相用電負荷的急劇增加，尤其是民用單相用電負荷的增加更為突出，加之用電負荷投入和退出的隨機性，由此導致大量的公用配電變壓器單相負荷嚴重超載，其他兩相負荷不足，配變用戶側電力負荷嚴重不平衡，甚至引起配電變壓器單相線圈燒毀，造成供電中斷，影響供電可靠性。

用戶側電力負荷不平衡影響配電線路和配電設備的實際出力，并且增加線路損耗和投資成本；縮短配電變壓器的使用壽命。另外用戶側三相功率不平衡引起單相電壓的下降，導致負載端電壓降低，影響電網供電的穩定和供電質量，使負載工作環境惡化，工作效率降低，功耗增加。因此三相功率平衡補償長期以來都是供電部門和電力用戶研究的重要課題。

傳統的三相功率平衡調節方法是采用人工統計各相負荷狀況，然后調整配電線路使各相的負載基本平衡，傳統功率平衡調節方法存在統計周期長、施工量大等缺點，無法快速實時各相負荷的變化，常出現剛施工調整完，又出現新的功率不平衡情況。使得供電部門不停地調整修改功率平衡方案，疲于奔命，因此供電部門急需一種快速實時調節用戶側負荷平衡裝置。

發明內容

為克服上述問題，本實用新型提供一種節約能源降低損耗的三相靜止功率平衡裝置（CPA：?Custom?Power?Adjust）。這種三相靜止功率平衡裝置是基于瞬時功率理論基礎和自換相變流技術研制出的新型靜止功率補償平衡裝置。它通過采用橋式電路的多重化、多電平和PWM技術處理，消除負荷的負序和零序不平衡分量以及由于諧波引起的不平衡分量，將三相功率重新分配，從而使得補償后的裝置－負荷聯合體呈現對稱平衡負荷特性，減小中線電流，降低損耗，避免因三相不平衡而可能引起的事故。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種三相靜止功率平衡裝置，包括信號調理電路、功率驅動電路、主控制器，其特征在于：信號調理電路和主控制器相連，主控制器與功率驅動電路相連。

所述的信號調理電路與電網相連接，負責整個平衡裝置的信號采集和處理，信號調理電路中連接有LEM電壓傳感器，LEM電壓傳感器負責對三相交流輸入電壓，三相輸出電流和直流側電容電壓進行實時檢測，并對輸入電壓進行過零比較處理，調理出電網頻率方波送給主控制器處理，三相交流電壓采集采用的是輸入交流電壓380V。

所述的功率驅動電路由驅動電源、IGBT功率模塊、隔離驅動電路三部分組成，隔離驅動電路連接IGBT功率模塊，驅動電源連接IGBT并為IGBT供電；隔離驅動電路連接并接收主控制器發出的PWM信號，經過隔離驅動電路后將驅動信號送至IGBT，驅動電源給IGBT供電；IGBT功率模塊把功率開關器件和驅動電路集成在一起，并可將檢測信號送到主控制器。

所述的主控制器采用DSP數字信號處理器作為主控CPU，功率驅動電路與主控CPU相連，功率驅動電路與主控CPU的通信采用光耦隔離驅動，功率驅動電路的狀態信息實時發送到主控制器，主控制器的主控CPU采集到驅動信息后，根據驅動模塊狀態信息，調整系統的控制狀態；主控制CPU與上位系統之間采用的是RS232通訊模式進行連接；系統的外部I/O輸入輸出經隔離傳輸到主控CPU的I/O口，主控CPU根據設定的控制要求作出相應的執行控制；主控制器采用AT25128串行EEPROM保存上位系統各項設定參數值和存儲系統的運行狀態信息。

三相靜止功率平衡裝置還包括LCD顯示設備，LCD顯示設備與主控制器相連接，用來顯示功率因數、三相電壓、三相電流。

人機界面與控制器的通訊是采用RS232接口，可以實時的觀察系統的各項數據和波形，人機界面采用的是LCD顯示屏，可以顯示功率因數、三相電壓、三相電流等等。

電抗器和電容器，電抗器主要是作為IGBT功率模塊輸出電壓的濾波，直流側儲能電容作為整流后直流母線的濾波和儲能，其直流電壓作為系統的電壓指令以檢測。