[實用新型]具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置

有效

• 申請號: 201520356483.9
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN204615400U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 鄧明;吳強;黃燕艷;周方圓;劉華東;吳選保;龔芬;張定華;王才孝;任濤;周靖
• 申請（專利權）人: 株洲變流技術國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/12;H02J3/01;H02J3/18;H02H9/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本實用新型涉及電能質量治理技術領域，尤其涉及一種具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置。

背景技術

隨著電力系統規模的不斷增大、以及結構的日益復雜，電力系統中短路容量也隨之增大，而一旦發生短路故障則將危及電氣設備及人身安全，嚴重時還會破壞整個系統的正常運行，因此在電力系統中發展并應用有效的短路限流技術是解決短路容量增大問題的關鍵。另外，由于大量波動性和非線性負載的使用會產生電壓波動、諧波電壓、諧波電流、無功電流以及三相不平衡等電能質量問題，這些電能質量問題均可能引起設備故障造成巨大損失或生產過程的中斷。

目前通常是通過接入電力電子設備對電網電壓進行電能質量綜合治理，例如通過動態電壓恢復器DVR(Dynamic?Voltage?Regulator)或統一電能質量控制器UPQC(Unified?Power?Quality?Conditioner)，但該類電能質量治理裝置的功能單一，在出現短路故障時不能夠進行短路限流，因而存在短路故障隱患，容易造成設備故障，其應用范圍有限。若采用另外接入短路故障限流器來解決短路限流問題，一方面成本較高，另一方面，由于在非短路故障工況下短路故障限流器并不投入使用，因而設備的使用率低、性價比不高。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、所需成本低、使用率及效率高、能夠實現分相的多種電能質量綜合治理功能，同時實現分相的短路故障限流的具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：

一種具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置，包括與接入電網的三相電分別對應連接的三個單相變流續流組件，每個所述單相變流續流組件均包括用于將接入電壓依次進行整流、逆變變換的單相變流模塊以及用于啟動時執行續流的單相短路續流模塊，所述單相變流模塊的一端連接電網，另一端通過輸出接觸器連接所述單相短路續流模塊；所述單相短路續流模塊根據對應相的短路故障狀態啟動。

作為本實用新型裝置的進一步改進：所述單相短路續流模塊包括串聯連接的續流電抗器以及TSR晶閘管閥組，通過在發生短路故障時控制所述TSR晶閘管閥組執行續流。

作為本實用新型裝置的進一步改進：所述單相變流模塊包括單相多重整流子模塊以及逆變子模塊，所述單相多重整流子模塊包括單相多繞組變壓器以及與所述單相多繞組變壓器的各個副邊繞組分別對應連接的多個整流單元，所述逆變子模塊包括多個相互級聯的逆變單元，每個所述逆變單元與一個所述整流單元對應連接。

作為本實用新型裝置的進一步改進：所述單相多重整流子模塊與電網之間采用三角形接法連接。

作為本實用新型裝置的進一步改進：所述整流單元、逆變單元均包括功率單元以及控制電路，所述功率單元包括并聯連接的H橋變換器、儲能電容C以及直流均壓電阻R，所述H橋變換器包括四個變換單元，每個變換單元均包括一個IGBT開關器件和一個二極管；所述整流單元與對應連接的逆變單元的功率單元之間共用直流電源。

作為本實用新型裝置的進一步改進：每個所述單相變流續流組件的輸入端設有一個軟充電模塊，所述軟充電模塊包括并聯連接的充電電阻以及充電電阻旁路接觸器；所述軟充電模塊包括并聯連接的充電電阻以及充電電阻旁路接觸器。

與現有技術相比，本實用新型具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置的優點在于：

1)本實用新型具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置，通過三個單相變流續流組件對電網三相電壓進行單相變流以及單相續流，可以實現對電網的分相電壓補償、三相電壓不平衡治理等功能，同時可以在檢測到短路故障時控制實現故障相的續流，從而在實現電能質量的綜合治理同時具有短路保護功能，電路結構簡單且易于進行控制；

2)本實用新型具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置中，單相短路限流模塊進一步的采用串聯的續流電抗器以及TSR晶閘管閥組，通過控制TSR晶閘管閥組可以實現單相TSR限流，續流電路結構簡單且易于實現續流控制；

3)本實用新型具有短路限流功能的電能質量綜合治理裝置中，單相變流模塊進一步的在整流側采用單相多重化整流結構，以及在逆變側采用單相級聯的高壓輸出結構，能夠有效改善電壓輸出等級以及輸出特性，從而可以在整流側實現諧波電流和無功電流的雙補償，同時在逆變側對三個單相輸出實現分相電壓補償、諧波電壓、動態電壓、三相電壓幅值不平衡治理等功能，實現負荷的優質供電。

附圖說明