專利名稱：一種用于鏈式svg模塊的供電電路及其供電方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種高壓供電方法及其供電電路，特別是關(guān)于一種可用于35KV直掛鏈式SVG(靜止無功發(fā)生器)模塊的供電電路及其供電方法。
背景技術(shù)：
目前，在高壓無功補償領域，SVG(靜止無功發(fā)生器)正如火如荼的發(fā)展，各種技術(shù)日趨成熟，且有越來越多的工程應用案例。國內(nèi)的SVG以鏈式為主，6KV、IOKV的SVG通常直掛電網(wǎng)，35KV目前更多的是采用變壓器升壓的方式。鏈式SVG由若干單元模塊組成，每個單元模塊是一個單相電壓型逆變器，主要由一個H型全控橋、直流電容和控制電路板組成，控制電路板通過光纖與主控通信控制H型全控橋的IGBT的導通與截止，以及最快的故障就地保護等功能?？刂齐娐钒宓墓╇娡ǔＪ遣捎酶邏焊綦x變壓器，比如市電供電的IOKV隔離220/220型，由于單元模塊空間有限，隔離變壓器必須盡量做到體積小，因此隔離變壓器生產(chǎn)廠家都采取加絕緣材料的方法，但是這樣會導致以下問題I、由于變壓器檢測是破壞性試驗，導致隔離變壓器出廠合格率、檢測率不高，廢品率卻很高。2、絕緣材料生成很大的寄生電容，可能導致嚴重的干擾，是SVG目前工程中不穩(wěn)定的最大隱患之一。3、每個單元模塊的隔離變壓器進線都為并聯(lián)，接線較為復雜。4、整套SVG需要數(shù)十個隔離變壓器，成本較高。5、對于35KV直掛，此方式需要隔離35KV，則體積更大，可行性極低。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于鏈式SVG模塊的安裝方便，成本低，且不帶絕緣隱患和干擾隱患的供電方法及其供電電路。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于它包括交流恒流控制電源、若干電流感應接收電路和高壓電纜，每個所述電流感應接受電路均由鐵氧體磁環(huán)和纏繞在該鐵氧體磁環(huán)上的線圈構(gòu)成；所述交流恒流控制電源輸出端連接所述高壓電纜，所述高壓電纜穿設在各所述電流感應接受電路的鐵氧體磁環(huán)內(nèi)，各所述鐵氧體磁環(huán)構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；各所述SVG模塊的輸入端分別連接各所述電流感應接收電路輸出端，各所述電流感應接收電路分別內(nèi)置于各所述SVG模塊內(nèi)，所述鐵氧體磁環(huán)位于所述SVG模塊的外部；所述交流恒流控制電源包括半控整流橋、電感、直流電容和移相調(diào)壓逆變橋；交流市電經(jīng)所述半控整流橋整流成含有脈動成分的直流電壓，經(jīng)所述電感減小電流沖擊后，由并聯(lián)在所述半控整流橋兩輸出端之間的所述直流電容抑制直流電壓中的脈動成分，輸入所述移相調(diào)壓逆變橋內(nèi)，由所述移相調(diào)壓逆變橋輸出大小能調(diào)節(jié)的直流電壓。所述移相調(diào)壓逆變橋的輸出端外置環(huán)套有用于檢測其輸出電流值的電流傳感器。所述電流傳感器采用霍爾電流傳感器。所述移相調(diào)壓逆變橋由四個全控型IGBT或MOSFET組成。所述半控整流橋由兩個二極管和兩個可控硅構(gòu)成。
一種實現(xiàn)上述供電電路的用于鏈式SVG模塊的供電方法，其步驟如下所述交流恒流控制電源經(jīng)所述高壓電纜輸出交變的電流，通過磁路耦合，感應到所述鐵氧體磁環(huán)上的線圈，生成電動勢，該電動勢即為各個所述SVG模塊的輸入電源。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于采用由交流恒流可控制電源和若干個電流感應接收電路構(gòu)成，每個電流感應接收電路均由鐵氧體磁環(huán)和纏繞在該鐵氧體磁環(huán)上的線圈構(gòu)成，交流恒流可控電源輸出端連接高壓電纜，高壓電纜穿設在各鐵氧體磁環(huán)內(nèi)，構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)的電流感應接收電路，且各電流接收電路分別內(nèi)置于各SVG模塊內(nèi)。這樣即使單個SVG模塊供電電路短路或者開路，都不會影響其他SVG模塊的供電，且施工方便，現(xiàn)場只需將高壓電纜穿過各個鐵氧體磁環(huán)即可。2、本發(fā)明由于采用的高壓電纜絕緣工藝非常成熟，因此本發(fā)明的絕緣是完全可行的。3、本發(fā)明由于不存在寄生電容，因此不會對SVG模塊形成干擾。4、本發(fā)明由于采用的交流恒流控制電源具有內(nèi)、外兩個閉環(huán)，其控制方便，可調(diào)控范圍寬。5、本發(fā)明制作簡單，且成本低，總體成本遠遠低于數(shù)十個隔離變壓器的成本。因此，本發(fā)明可以廣泛應用于高壓無功補償領域中。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的交流恒流電源控制電路示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖I所示，本發(fā)明提供一種用于鏈式SVG(靜止無功發(fā)生器)模塊的供電電路采用串聯(lián)的方式，其包括交流恒流控制電源10、若干電流感應接收電路20和高壓電纜30，每個電流感應接受電路20均由鐵氧體磁環(huán)21和纏繞在該鐵氧體磁環(huán)21上的線圈22構(gòu)成。交流恒流控制電源10的輸出端連接高壓電纜30，高壓電纜30穿設在各電流感應接受電路20的鐵氧體磁環(huán)21內(nèi)，使各鐵氧體磁環(huán)21構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中，各SVG模塊的輸入端分別連接各電流感應接收電路20的輸出端，即將各電流感應接收電路20分別內(nèi)置于各SVG模塊內(nèi)，鐵氧體磁環(huán)21位于SVG模塊的外部。因此，各SVG模塊的電流感應接收電路20是串聯(lián)的，所感應的是同一交流電流。上述實施例中，本發(fā)明的供電電路本身所帶的高壓電與市電之間的絕緣由高壓電纜30承受，因為現(xiàn)有技術(shù)中高壓電纜30絕緣工藝非常成熟，因此本發(fā)明的絕緣是完全可行的。如圖2所示，本發(fā)明的交流恒流控制電源10包括半控整流橋11、電感12、直流電容13和移相調(diào)壓逆變橋14。交流市電經(jīng)半控整流橋11整流成含有脈動成分的直流電壓后，輸入電感12內(nèi)減小電流沖擊，并由并聯(lián)在半控整流橋11兩輸出端之間的直流電容13抑制直流電壓中的脈動成分。抑制脈動成分后的直流電壓輸入移相調(diào)壓逆變橋14內(nèi)，由移相調(diào)壓逆變橋14輸出大小可調(diào)的直流電壓。其中，在移相調(diào)壓逆變橋14的輸出端外置環(huán)套有電流傳感器15，用于檢測移相調(diào)壓逆變橋14輸出端的電流值大小。本發(fā)明的電流傳感器15采用霍爾電流傳感器。上述實施例中，半控整流橋11由兩個二極管111和兩個可控硅112構(gòu)成，交流市電經(jīng)半控整流橋11、電感 12和直流電容13后輸出的電壓值由兩個可控硅12的導通角度決定。上述實施例中，移相調(diào)壓逆變橋14由四個全控型IGBT 141組成，通過調(diào)節(jié)兩個橋臂中IGBT 141的相位差，生成不同大小的輸出電壓，由于輸出端的高壓電纜30所帶負載可以視為一電感串聯(lián)電阻，則其輸出電流是脈動的連續(xù)電流，其頻率由IGBT 141的開關(guān)頻率決定?？梢詫崿F(xiàn)對移相調(diào)壓逆變橋14輸出電壓值大小的調(diào)節(jié)。其中，在電流功率不是很大的情況下，移相調(diào)壓逆變橋14中的四個全控型IGBT 141還可以采用MOSFET管代替。上述各實施例中，交流恒流控制電源10具有內(nèi)、外兩個閉環(huán)，以保證所輸出電流功率足夠且基本恒流(如圖2所示，圖中虛線為內(nèi)、外兩個閉環(huán))。內(nèi)環(huán)是由電流傳感器15所測得的電流閉環(huán)至移相調(diào)壓逆變橋14內(nèi)IGBT 141的驅(qū)動電路，改變移相相位，內(nèi)環(huán)的特點是頻率高，速度快；外環(huán)是由電流傳感器15所測得的電流閉環(huán)至半控整流橋11內(nèi)可控硅112的驅(qū)動電路，改變可控硅112的導通角度。例如，當所檢測電流不夠大時，首先增大IGBT141的相位差，最大至180度，如果到180度，電流仍然不夠，再減小可控硅112的角度，即提高直流電容13的電壓，可至0度。因此，內(nèi)、外兩個閉環(huán)可以保證足夠?qū)挼碾娏鬏敵稣{(diào)節(jié)范圍。 上述各實施例中，若高壓電纜30連接的電流感應接收電路20中的電容較多時，可以在移相調(diào)壓逆變橋14的輸出端串聯(lián)一個電感。本發(fā)明基于用于鏈式SVG的供電電路的供電方法如下交流恒流控制電源10經(jīng)高壓電纜30輸出交變的電流，通過磁路耦合，感應到鐵氧體磁環(huán)21上的線圈22，生成電動勢，該電動勢即為各個SVG模塊的輸入電源，主要由電流幅值、電流頻率、磁環(huán)匝數(shù)決定電流越大，則感應出的電動勢越強，因此，為提高電流幅值，輸入的電壓不宜過高；電流頻率越高，感應的電動勢越強，因此需要提高電流交變的頻率，而且越高越好，如果總體功率不是很大，移相調(diào)壓逆變橋14內(nèi)可以選用MOSFET管，頻率可在IOK以上，如果移相調(diào)壓逆變橋14由IGBT組成，其頻率不低于5K ;磁環(huán)匝數(shù)越多，感應的電動勢也越強。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，各部件的連接和結(jié)構(gòu)都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件的連接和結(jié)構(gòu)進行的改進和等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護。
權(quán)利要求
1.一種用于鏈式SVG模塊的供電電路,其特征在于它包括交流恒流控制電源、若干電流感應接收電路和高壓電纜，每個所述電流感應接受電路均由鐵氧體磁環(huán)和纏繞在該鐵氧體磁環(huán)上的線圈構(gòu)成；所述交流恒流控制電源輸出端連接所述高壓電纜，所述高壓電纜穿設在各所述電流感應接受電路的鐵氧體磁環(huán)內(nèi)，各所述鐵氧體磁環(huán)構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；各所述SVG模塊的輸入端分別連接各所述電流感應接收電路輸出端，各所述電流感應接收電路分別內(nèi)置于各所述SVG模塊內(nèi)，所述鐵氧體磁環(huán)位于所述SVG模塊的外部； 所述交流恒流控制電源包括半控整流橋、電感、直流電容和移相調(diào)壓逆變橋；交流市電經(jīng)所述半控整流橋整流成含有脈動成分的直流電壓，經(jīng)所述電感減小電流沖擊后，由并聯(lián)在所述半控整流橋兩輸出端之間的所述直流電容抑制直流電壓中的脈動成分，輸入所述移相調(diào)壓逆變橋內(nèi)，由所述移相調(diào)壓逆變橋輸出大小能調(diào)節(jié)的直流電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于所述移相調(diào)壓逆變橋的輸出端外置環(huán)套有用于檢測其輸出電流值的電流傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于所述電流傳感器采用霍爾電流傳感器。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于所述移相調(diào)壓逆變橋由四個全控型IGBT或MOSFET組成。
5.如權(quán)利要求I或2或3所述的一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于所述半控整流橋由兩個二極管和兩個可控硅構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的一種用于鏈式SVG模塊的供電電路，其特征在于所述半控整流橋由兩個二極管和兩個可控硅構(gòu)成。
7.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求I 6任意一項所述供電電路的用于鏈式SVG模塊的供電方法，其步驟如下所述交流恒流控制電源經(jīng)所述高壓電纜輸出交變的電流，通過磁路耦合，感應到所述鐵氧體磁環(huán)上的線圈，生成電動勢，該電動勢即為各個所述SVG模塊的輸入電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鏈式SVG模塊的供電電路及其供電方法，它包括交流恒流控制電源和若干電流感應接收電路，各電流感應接受電路均由鐵氧體磁環(huán)和線圈構(gòu)成；交流恒流控制電源輸出端連接高壓電纜，高壓電纜穿設在各電流感應接受電路的鐵氧體磁環(huán)內(nèi)，各鐵氧體磁環(huán)構(gòu)成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；各SVG模塊的輸入端分別連接各電流感應接收電路輸出端，鐵氧體磁環(huán)位于SVG模塊的外部；交流恒流控制電源包括半控整流橋、電感、直流電容和移相調(diào)壓逆變橋；交流市電經(jīng)半控整流橋整流成含有脈動成分的直流電壓，經(jīng)電感減小電流沖擊后，由并聯(lián)在半控整流橋兩輸出端之間的直流電容抑制直流電壓中的脈動成分，輸入移相調(diào)壓逆變橋內(nèi)。本發(fā)明可以廣泛應用于高壓無功補償領域中。
文檔編號H02M5/458GK102624102SQ20121010500
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者陳小郴 申請人:東展科博(北京)電氣有限公司