[發明專利]變頻及電能質量綜合裝置

有效

• 申請號: 201510544603.2
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105186558B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 張琦
• 申請（專利權）人: 上海能傳軟件有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18;H02J3/01;H02P27/04
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 龔英

本發明為一種變頻及電能質量綜合裝置。它包括進線開關、變流器、切換單元、電流傳感器，所述變流器的輸入端通過所述進線開關接至上級網側變壓器的二次側母線，所述變流器的輸出端與所述切換單元相連，所述切換單元分別與電機、上級網側變壓器的二次側母線相連；所述電流傳感器檢測上級網側變壓器的總電流信號或檢測外部負載支路的輸入電流信號，測得的電流信號連接至所述變流器。本發明易于實現、成本低、可靠性高。

技術領域

本發明涉及一種電力電子變流裝置，特別是公開一種變頻及電能質量綜合裝置。

背景技術

使用變頻器驅動電機可以實現工藝調速，節能降耗以及電機的軟啟動等功能。隨著技術的進步和成本的降低，變頻器的使用越來越廣泛，由變頻器及其它裝置引起的電網功率因數降低，諧波增大等電能質量問題也得到越來越多的重視。對于功率因數降低的問題，一般會配置無功補償裝置，如SVC/SVG等，大型電機則會使用同步電機代替異步電機實現無功補償；為了消除諧波，一般會配置濾波器（無源或有源）或者在變流器輸入側使用多繞組變壓器。配置無功補償裝置或濾波器會增加客戶的成本并占用一定的安裝空間，而使用同步電機代替異步電機或者在變頻器輸入側使用多繞組變壓器同樣會增加成本，且會增加系統的復雜程度，降低系統的可靠性。

在很多應用場合，尤其是安裝有多臺變頻器的應用現場，由于各種原因，總會有一些變頻器長期處于停運狀態，例如：變頻器冗余配置的場合，備份的變頻器長期停運；在項目建設初期，其他設施未就緒導致的變頻器閑置等。此外，在大型電機軟啟動的應用場合，變頻器僅在機組啟動時運行，電機并網后變頻器退出工作，而為了避免電機并網后功率因數過低，大型電機軟啟動一般都采用同步電機，從而導致客戶成本上升，系統可靠性降低。前述的應用場合中，為了解決電能質量降低的問題，均需要采取額外的措施。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種易于實現，基于成熟的變頻調速技術和電能質量調節技術，成本低，可靠性高的變頻及電能質量綜合裝置。本發明可以運行電機驅動模式用于驅動電機正常生產，或者運行電能質量治理模式用于無功補償和/或諧波消除，客戶可以根據需要靈活切換，尤其適用于變頻器利用率不高同時又需要進行電能質量治理的應用場合。

本發明是這樣實現的：一種變頻及電能質量綜合裝置，其特征在于：包括進線開關、變流器、切換單元、電流傳感器，所述變流器的輸入端通過所述進線開關接至上級網側變壓器的二次側母線，所述變流器的輸出端與所述切換單元相連，所述切換單元分別與電機、上級網側變壓器的二次側母線相連；所述電流傳感器檢測上級網側變壓器的總電流信號或檢測外部負載支路的輸入電流信號，測得的電流信號連接至所述變流器。

所述切換單元包括開關單元、換流單元，所述變流器包括電能質量治理模式、電機驅動模式兩種工作模式，所述變流器通過所述切換單元在電能質量治理模式與電機驅動模式間相互切換。

所述切換單元包括由第一開關和第二開關組成的開關單元、由第一電抗器或第一濾波器組成的換流單元，所述變流器通過所述第一開關連至所述電機，所述第二開關與所述第一電抗器或第一濾波器串聯，第二開關與第一電抗器或第一濾波器串聯后的一端連至上級網側變壓器的二次側母線或連至所述進線開關與變流器之間；第二開關與第一電抗器或第一濾波器串聯后的另一端連接至所述變流器的輸出端；所述第二開關與所述第一電抗器或第一濾波器的位置可以互換。

所述電流傳感器設有2組，2組電流傳感器分別測量兩段二次側母線的電流信號。

所述變流器中設有內置輸出電抗器或內置輸出濾波器，所述內置輸出電抗器或內置輸出濾波器構成換流單元，所述切換單元包括第三開關、第四開關構成的開關單元，所述變流器的內置輸出電抗器或內置輸出濾波器通過所述第三開關連入電機；所述第四開關的一端連至上級網側變壓器的二次側母線或連至所述進線開關與變流器之間，所述第四開關的另一端連于所述變流器與第三開關之間。