[實用新型]一種低壓選相平衡裝置

有效

• 申請號: 201720641212.7
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN206992708U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 任磊
• 申請（專利權）人: 普世通（北京）電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 天津天麓律師事務所12212
• 代理人: 張巖

(一)技術領域：

本實用新型屬于電力設備技術領域，涉及電能質量三相不平衡治理方向，尤其是一種低壓選相平衡裝置。

(二)背景技術：

三相負荷平衡是保證用戶電能質量的重要條件之一，然而在實際供電系統中，三相負荷不平衡是低壓配電網常見現象，輕則降低線路和配電變壓器的供電效率，重則會因重負荷相超載過多而造成該相導線燒斷、開關燒壞甚至配電變壓器單相燒毀等嚴重后果。具體影響如下：

1)三相負荷嚴重不對稱，中性點電位就會發生偏移，線路壓降和功率損失就會大大增加；

2)增加線路的電能損耗；

3)增加配電變壓器的電能損耗；

4)配變出力減少；

5)配變產生零序電流；

6)影響用電設備的安全運行。

目前解決三相不平衡方法主要有兩大類，一種是基于三相橋逆變器的三相不平衡補償方法，另一種是基于晶閘管強迫切換的選相平衡方法。基于三相橋逆變器的方法不但可以實現三相不平衡補償，還可以實現有源濾波和無功補償等電能質量治理功能，但由于該方案成本較高，并且要求電力電子設備長期運行，其可靠性和可維護性難以保證。基于晶閘管強迫切換的方法成本較低，并且可靠性高，但晶閘管在換相過程中存在電壓中斷和相位不一致問題，會影響用戶的供電可靠性，并且該方法功能擴展性差，不易實現產品的兼容。

因此，采取高新技術手段減少和避免三相不平衡帶來的危害已經成為現代企業供電技術的迫切問題。研究低成本，高可靠性、高性能和功能可擴展的選相平衡裝置意義重大。

(三)實用新型內容：

本實用新型的目的是提出一種低壓選相平衡裝置，它可以克服現有技術不足，是一種結構簡單，操作方便的電能質量管理裝置，通過使用三相整流橋和單相全橋逆變器，同時將供電系統與單相負荷之間串入復合開關，不但可以實現單相負荷輸入相電壓無縫切換，而且可以實現單相負荷無功補償和諧波補償功能，通過相電壓無縫切換功能實現供電系統三相不平衡治理，通過無功補償和諧波補償功能降低線路損耗并提高線路利用率。

本實用新型的技術方案：一種低壓選相平衡裝置，包括供電系統變壓器和中央管理系統，其特征在于它包括三相進線開關S1、控制器T4、三相復合開關T3、匯集母線B1、三相整流模塊T1、單相全橋逆變器模塊T2、單相出線開關S2和單相負荷；其中，所述三相進線開關S1的輸入端與供電系統變壓器的A、B、C三相連接，其A、B、C三相輸出端分別與三相復合開關T3的輸入端以及三相整流模塊T1的交流測連接；所述的三相復合開關T3的A、B、C三相輸出端分別與匯集母線B1的三相側A、B、C三相連接；所述單相負荷依單相出線開關S2連接在匯集母線B1的的單向測輸出端與供電系統變壓器的零線輸出端N之間；所述控制器T4的輸入端連接中央管理系統的輸出端，其輸出端與三相復合開關T3的輸入端及單相全橋逆變器模塊T2的輸入端連接；所述單相全橋逆變器模塊T2的交流側零線輸入端與單相出線開關S2輸入連接，其交流側火線輸入端則與匯集母線B1連接；所述三相整流模塊T1的直流側與單相全橋逆變器模塊T2的直流側連接；所述單相全橋逆變器模塊T2的交流側零線與三相進線開關S1的零線輸出端N連接。

所述控制器T4的輸入端接收中央管理系統的通訊信號C1，其輸出端輸出控制信號K1與三相復合開關T3的輸入端連接，同時輸出控制信號K2與單相全橋逆變器模塊T2的輸入端連接。

所述三相復合開關T3由三個雙向晶閘管與三個接觸器并聯組成；所述三個雙向晶閘管分別串接在三相進線開關S1的輸出端和匯集母線B1之間，三者之間呈并聯連接；所述三個接觸器分別并聯在三個雙向晶閘管兩端。

所述三相整流模塊T1為常規整流電路拓撲結構。

所述單相全橋逆變器模塊T2是單相全橋逆變器與LCL濾波器組成電路拓撲結構，其連接是常規連接。

本實用新型的工作方法：

①供電系統中的A相、B相、C相分別連接各自的單相負荷，而單相負荷L1通過低壓選相平衡裝置與供電系統連接，裝置啟動工作后，閉合三相進線開關S1和單相出線開關S2，三相復合開關T3任何時刻只有A、B、C三相中的其中一相導通，即通過該相接觸器的閉合實現導通，為單相負荷L1供電，此時，單相全橋逆變器模塊T2工作在無功補償和諧波補償的電流源模式下；