[實用新型]一種低成本治理電網電壓暫降和短時中斷的設備

有效

• 申請號: 201821737256.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN208849458U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 黃曉輝;袁景;李志國
• 申請（專利權）人: 南京赫曦電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 陳建

本實用新型公開了一種低成本治理電網電壓暫降和短時中斷的設備，本實用新型利用雙路電源供電解決負荷供電可靠性的快速互相切換以及傳統DVR的優點，將兩者優化集成在一起，不僅能夠治理配電網的普遍存在的電壓暫降電能質量問題，有效保證敏感性負載用電可靠性，解決傳統電壓暫降補償設備中儲能元件投資成本高，維護困難等問題，能夠減少能耗、節約安裝空間和降低設備運行成本，具有很好的經濟效益。

技術領域

本實用新型涉及配電網領域，具體涉及一種低成本治理電網電壓暫降和短時中斷的設備。

背景技術

電壓暫降是工業用電領域最為常見的電能質量問題具體表現為電壓短時中斷，或電壓有效值突然下降又迅速恢復的現象。電壓暫降多為偶然突發事件，有較高的發生頻率，故障原因復雜不容易排查。隨著工業自動化程度越來越高，大量使用精密電子設備等敏感負載，設備因供電電壓擾動而停機，會造成嚴重的經濟損失。

對于大部分用電量較大的工廠，一般都會有兩路10kV/35kV高壓進線，對應的工廠配電室都會存在兩路低壓互為備用電源的情況，以前都是通過兩路低壓供電備用都是通過備自投或快切來實現兩路低壓電源的相互切換來實現的，但是備自投或快切都存在切換過程中有20ms-2s的電壓供電短時中斷過程，這種情況仍會導致一些關鍵敏感負荷設備因電壓短時中斷而停機。

針對這種狀況，市面上傳統的敏感負荷電壓暫降治理設備主要采用兩種方式，實時在線串聯補償方式AVC和離線并聯式逆變補償方法DVR。采用實時在線串聯補償方式AVC補償電壓，無需儲能裝置且耗能極低，成本也較低，可以應對頻繁電壓輕度跌落的工況，但在電壓為深度跌落或短時中斷的情況下，設備無法滿足補償要求。離線并聯式逆變補償方法DVR含儲能裝置，通過逆變電壓方式，可以做到寬范圍深度補償，但受限于其儲能容量，不適合應對頻繁電壓跌落，且需面臨較高能耗和維護成本，儲能容量需要配置較大，投資成本高，推廣難度大。因此針對有雙路電源供電的工廠配電，急需一種投資成本低同時又能完全滿足電壓暫降和短時中斷的電壓暫降治理設備。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種低成本治理電網電壓暫降和短時中斷的補償設備，該設備包括兩路電源進線交流快速開關單元SCR1、SCR2和兩路旁路機械維修開關單元、直流儲能單元和并聯逆變器，設備串聯在系統電源與敏感負荷之間；

其中交流快速開關單元SCR1、SCR2分別連接主路電源和備用電源，用于雙路供電電源的切換；兩路旁路機械維修開關單元分別與SCR1和SCR2并聯，用于SCR1和SCR2故障時的旁路運行，防止交流快速開關故障時導致負荷供電中斷；直流儲能單元，連接所述并聯逆變器，用于提供SCR1和SCR2在切換過程中提供給負荷的有功功率；SCR1和SCR2均連接所述并聯逆變器，在SCR1和SCR2切換過程中，并聯逆變器從直流儲能單元獲取能量，產生和電網電壓正常時同相位同幅值的逆變電壓，保證負荷端電壓保持穩定。

在存在雙路電源供電的工廠配電環境里，這種方法綜合傳統電壓暫降補償裝置的優勢，同時彌補了各自的缺點，拓展了其補償能力，確保電壓敏感性負載安全運行，更為重要的是直流儲能只需要提供兩路電源進線切換期間(10ms-100ms)的能量，避免了傳統DVR方案為解決電壓暫降需要存儲長達2-3s的能量，極大地降低了投資成本。

優選的，所述的兩路電源進線交流快速開關單元SCR1、SCR2分別和兩路旁路機械維修開關單元相連，其中SCR1進線端與主路電源連接，SCR2進線端與備用電源連接，SCR1和SCR2的出線端并接在一起。為了防止SCR1和SCR2故障和維修時導致負荷端電壓中斷，分別在SCR1和SCR2兩端各并聯一個旁路機械開關。SCR1和SCR2正常時這兩路旁路機械開關均處于分閘狀態，只有SCR1或SCR2出現故障時才處于旁路合閘狀態。在SCR1及其維修開關與SCR2及其開關切換過程中，采用必要的二路只合一路邏輯的閉鎖控制。

優選的，所述直流儲能單元為超級電容組或帶充電功能的電池組，其直流輸出端與并聯逆變器的直流母線相連接。