[發(fā)明專利]一種帶無功補(bǔ)償?shù)娜嘧詣?dòng)平衡裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811356801.6
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN109510219A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南長(zhǎng)高思瑞自動(dòng)化有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/26
• 分類號(hào): H02J3/26;H02J3/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發(fā)明公開了一種帶無功補(bǔ)償?shù)娜嘧詣?dòng)平衡裝置，設(shè)置在負(fù)載與變壓器之間，包括：采集單元、控制單元、功率單元，采集單元與控制單元的信號(hào)輸入端相連，控制單元與功率單元的控制端相連，功率單元通過電抗器與負(fù)載的進(jìn)線端電性連接；采集單元包括電流互感器、電壓互感器，控制單元包括DSP主控芯片、FPGA信號(hào)發(fā)生器，功率單元包括若干絕緣柵雙極晶體管組成的H橋型多電平電路；電流互感器、電壓互感器與DSP主控芯片的信號(hào)輸入端相連，DSP主控芯片通過FPGA信號(hào)發(fā)生器與H橋型多電平電路的控制端相連，H橋型多電平電路通過電抗器與負(fù)載的進(jìn)線端相連以用于輸出三相不平衡補(bǔ)償電流。本裝置能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)三相負(fù)荷不平衡的問題，無需人工干預(yù)，省心省力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配用電領(lǐng)域，具體的涉及一種帶無功補(bǔ)償?shù)娜嘧詣?dòng)平衡裝置。

背景技術(shù)

近年來，我國配電網(wǎng)建設(shè)投入不斷加大，配電網(wǎng)發(fā)展取得顯著成效，但用電水平相對(duì)國際先進(jìn)水平仍有差距，城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不平衡，供電質(zhì)量有待改善。

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時(shí)間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無規(guī)律性，也無法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長(zhǎng)期性不平衡。

通常情況下，電力系統(tǒng)如果長(zhǎng)時(shí)間處在不平衡運(yùn)行中，則供電系統(tǒng)容易出現(xiàn)如下問題：

1)線路的有功功率或電能損耗增加。

2)配電變壓器的電能損耗增加。

3)配電變壓器的出力降低。

4)配電變壓器的運(yùn)行溫度升高，使用壽命縮短。

5)中性點(diǎn)發(fā)生位移，配電變壓器三相電壓失衡。

針對(duì)三相負(fù)荷不平衡，早期主要的解決方案有前期配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)針對(duì)將單相負(fù)荷均勻的分配到三相負(fù)荷上，在實(shí)際運(yùn)行中查看負(fù)荷平衡情況，再進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，但是這種方式不經(jīng)濟(jì)，并且影響供電連續(xù)性。

隨著智能電網(wǎng)的高速發(fā)展,對(duì)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量和降低損耗提出了更高的要求,而三相負(fù)載不平衡是影響它們的重要因素。如果不采用合理高效的手段治理配電網(wǎng)中的三相不平衡,可能就會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

目前，部分三相不平衡配電變臺(tái)區(qū)，一般采用手動(dòng)換向調(diào)整或者安裝自動(dòng)換相開關(guān)來對(duì)低壓負(fù)荷進(jìn)行換相，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷相序的調(diào)整，從而滿足配電臺(tái)區(qū)三相負(fù)荷均衡分配需求。

雖然這兩種方法都能達(dá)到三相平衡的目的，但前者通過手動(dòng)換向調(diào)整，需要對(duì)低壓臺(tái)區(qū)進(jìn)行停電。而安裝自動(dòng)換相開關(guān)雖然不需要停電并且可自動(dòng)換向，但是，對(duì)單相負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)換相操作不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)平衡 (即在負(fù)荷本身就無法平衡情況下，無論如何換向也無法滿足三相負(fù)荷零序電流為0)，并且不適合在負(fù)荷波動(dòng)較大的應(yīng)用場(chǎng)合使用，因其頻繁換相時(shí)，其換相過程中的截流可能導(dǎo)致過電壓或造成瞬時(shí)電壓中斷。

目前缺少一種能夠不中斷用戶供電的情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)三相負(fù)載并進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償?shù)难b置。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠不中斷用戶供電的情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)三相負(fù)載并進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償?shù)膸o功補(bǔ)償?shù)娜嘧詣?dòng)平衡裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種帶無功補(bǔ)償?shù)娜嘧詣?dòng)平衡裝置，設(shè)置在負(fù)載與變壓器之間，包括：用于采集負(fù)載的電壓電流數(shù)據(jù)的采集單元、控制單元、功率單元，所述采集單元與控制單元的信號(hào)輸入端相連，所述控制單元與功率單元的控制端相連，所述功率單元通過電抗器與負(fù)載的進(jìn)線端電性連接；

所述采集單元包括電流互感器、電壓互感器，所述控制單元包括DSP 主控芯片、FPGA信號(hào)發(fā)生器，所述功率單元包括若干絕緣柵雙極晶體管組成的H橋型多電平電路；