具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電能質(zhì)量治理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大、以及結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，電力系統(tǒng)中短路容量也隨之增大，而一旦發(fā)生短路故障則將危及電氣設(shè)備及人身安全，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)破壞整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此在電力系統(tǒng)中發(fā)展并應(yīng)用有效的短路限流技術(shù)是解決短路容量增大問(wèn)題的關(guān)鍵。另外，由于大量波動(dòng)性和非線性負(fù)載的使用會(huì)產(chǎn)生電壓波動(dòng)、諧波電壓、諧波電流、無(wú)功電流以及三相不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題，這些電能質(zhì)量問(wèn)題均可能引起設(shè)備故障造成巨大損失或生產(chǎn)過(guò)程的中斷。
[0003]目前通常是通過(guò)接入電力電子設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行電能質(zhì)量綜合治理，例如通過(guò)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVR (Dynamic Voltage Regulator)或統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器UPQC (Unif iedPower Quality Condit1ner)，但該類(lèi)電能質(zhì)量治理裝置的功能單一，在出現(xiàn)短路故障時(shí)不能夠進(jìn)行短路限流，因而存在短路故障隱患，容易造成設(shè)備故障，其應(yīng)用范圍有限。若采用另外接入短路故障限流器來(lái)解決短路限流問(wèn)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(shè)備的使用率低、性價(jià)比不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需成本低、使用率及效率高、能夠?qū)崿F(xiàn)分相的多種電能質(zhì)量綜合治理功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分相的短路故障限流的具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為:
[0006]一種具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括與接入電網(wǎng)的三相電分別對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)單相變流續(xù)流組件，每個(gè)所述單相變流續(xù)流組件均包括用于將接入電壓依次進(jìn)行整流、逆變變換的單相變流模塊以及用于啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行續(xù)流的單相短路續(xù)流模塊，所述單相變流模塊的一端連接電網(wǎng)，另一端通過(guò)輸出接觸器連接所述單相短路續(xù)流模塊；所述單相短路續(xù)流模塊根據(jù)對(duì)應(yīng)相的短路故障狀態(tài)啟動(dòng)。
[0007]作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn):所述單相短路續(xù)流模塊包括串聯(lián)連接的續(xù)流電抗器以及TSR晶閘管閥組，通過(guò)在發(fā)生短路故障時(shí)控制所述TSR晶閘管閥組執(zhí)行續(xù)流。
[0008]作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn):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(gè)副邊繞組分別對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)整流單元，所述逆變子模塊包括多個(gè)相互級(jí)聯(lián)的逆變單元，每個(gè)所述逆變單元與一個(gè)所述整流單元對(duì)應(yīng)連接。
[0009]作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn):所述單相多重整流子模塊與電網(wǎng)之間采用三角形接法連接。
[0010]作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn):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(lián)連接的H橋變換器、儲(chǔ)能電容C以及直流均壓電阻R，所述H橋變換器包括四個(gè)變換單元，每個(gè)變換單元均包括一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)器件和一個(gè)二極管；所述整流單元與對(duì)應(yīng)連接的逆變單元的功率單元之間共用直流電源。
[0011]作為本實(shí)用新型裝置的進(jìn)一步改進(jìn):每個(gè)所述單相變流續(xù)流組件的輸入端設(shè)有一個(gè)軟充電模塊，所述軟充電模塊包括并聯(lián)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(lián)連接的充電電阻以及充電電阻旁路接觸器。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]I)本實(shí)用新型具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置，通過(guò)三個(gè)單相變流續(xù)流組件對(duì)電網(wǎng)三相電壓進(jìn)行單相變流以及單相續(xù)流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的分相電壓補(bǔ)償、三相電壓不平衡治理等功能，同時(shí)可以在檢測(cè)到短路故障時(shí)控制實(shí)現(xiàn)故障相的續(xù)流，從而在實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的綜合治理同時(shí)具有短路保護(hù)功能，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于進(jìn)行控制；
[0014]2)本實(shí)用新型具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置中，單相短路限流模塊進(jìn)一步的采用串聯(lián)的續(xù)流電抗器以及TSR晶閘管閥組，通過(guò)控制TSR晶閘管閥組可以實(shí)現(xiàn)單相TSR限流，續(xù)流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)續(xù)流控制；
[0015]3)本實(shí)用新型具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置中，單相變流模塊進(jìn)一步的在整流側(cè)采用單相多重化整流結(jié)構(gòu)，以及在逆變側(cè)采用單相級(jí)聯(lián)的高壓輸出結(jié)構(gòu)，能夠有效改善電壓輸出等級(jí)以及輸出特性，從而可以在整流側(cè)實(shí)現(xiàn)諧波電流和無(wú)功電流的雙補(bǔ)償，同時(shí)在逆變側(cè)對(duì)三個(gè)單相輸出實(shí)現(xiàn)分相電壓補(bǔ)償、諧波電壓、動(dòng)態(tài)電壓、三相電壓幅值不平衡治理等功能，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的優(yōu)質(zhì)供電。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)施例具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)施例中功率單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型電能質(zhì)量綜合治理裝置在具體實(shí)施例的一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)施例電能質(zhì)量綜合治理裝置的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0020]圖例說(shuō)明:1、單相變流模塊；11、單相多重整流子模塊；111、單相多繞組變壓器；112、整流單元；12、逆變子模塊；121、逆變單元；2、單相短路續(xù)流模塊；3、軟充電模塊；4、輸出濾波電路。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例具有短路限流功能的電能質(zhì)量綜合治理裝置，包括與接入電網(wǎng)的三相電分別對(duì)應(yīng)連接的三個(gè)單相變流續(xù)流組件，每個(gè)單相變流續(xù)流組件均包括用于啟動(dòng)時(shí)將接入電壓依次進(jìn)行整流、逆變變換的單相變流模塊I以及用于啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行續(xù)流的單相短路續(xù)流模塊2，單相變流模塊I的一端連接電網(wǎng)，另一端通過(guò)輸出接觸器連接所述單相短路續(xù)流模塊2 ;單相短路續(xù)流模塊2根據(jù)對(duì)應(yīng)相的短路故障狀態(tài)啟動(dòng)。
[0023]本實(shí)施例首先斷開(kāi)單相短路續(xù)流模塊2，啟動(dòng)三個(gè)單相變流模塊I分別接入電網(wǎng)的三相電依次進(jìn)行整流、逆變變換的能量變換，輸出給負(fù)載進(jìn)行供電；當(dāng)存在短路故障時(shí)，則將故障相對(duì)應(yīng)的單相變流模塊I的逆變變換進(jìn)行封鎖以執(zhí)行限流，同時(shí)啟動(dòng)單相短路續(xù)流模塊2執(zhí)行續(xù)流。通過(guò)三個(gè)單相變流續(xù)流組件對(duì)電網(wǎng)三相電壓進(jìn)行單相變流以及單相續(xù)流，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的分相電壓補(bǔ)償、三相電壓不平衡治理等功能，同時(shí)可以在檢測(cè)到短路故障時(shí)控制實(shí)現(xiàn)故障相的續(xù)流，從而在實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的綜合治理同時(shí)具有短路保護(hù)功能，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于進(jìn)行控制。
[0024]本實(shí)施例中，單相短路續(xù)流模塊2包括串聯(lián)連接的續(xù)流電抗器以及TSR(Thyristor Switched Reactor)晶閘管閥組，通過(guò)在發(fā)生短路故障時(shí)控制TSR晶閘管閥組執(zhí)行續(xù)流。采用單相TSR限流的模式實(shí)現(xiàn)短路限流功能，續(xù)流電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且續(xù)流的控制方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)控制。參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例三個(gè)單相短路續(xù)流模塊2分別包括對(duì)應(yīng)三相電的A、B、C相限流模塊，A、B、C相續(xù)流模塊由續(xù)流電抗器L2和TSR晶閘管閥組串聯(lián)組成，A、B、C相續(xù)流模塊的一端通過(guò)輸出接觸器KMa?KMc與對(duì)應(yīng)的單相變流模塊I的輸出端連接，另一端分別通過(guò)輸出端口(U1、U2)、(V1，V2)、(W1，W2)連接至負(fù)載。在電網(wǎng)的某相電發(fā)生短路故障發(fā)生時(shí)，控制投入TSR晶閘管閥組進(jìn)行短路電流的續(xù)流進(jìn)行短路保護(hù)。
[0025]本實(shí)施例中，單相變流模塊I包括單相多重整流子模塊11以及逆變子模塊12，單相多重整流子模塊11包括單相多繞組變壓器111以及與單相多繞組變壓器111的各個(gè)副邊繞組分別對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)整流單元112，逆變子模塊12包括多個(gè)相互級(jí)聯(lián)的逆變單元121，每個(gè)逆變單元121與一個(gè)整流單元112對(duì)應(yīng)連接。單相多重整流子模塊11與電網(wǎng)之間采用三角形接法連接。每個(gè)單相變流模塊I通過(guò)一個(gè)單相多重化設(shè)計(jì)的單相多繞組變壓器111將電網(wǎng)側(cè)的高壓變換成二次側(cè)的多組低電壓，通過(guò)與二次側(cè)副邊繞組并聯(lián)的多個(gè)整流單元112對(duì)降壓得到的多組低電壓進(jìn)行整流，從而在整流側(cè)實(shí)現(xiàn)單相多重化整流。
[0026]本實(shí)施例中，每個(gè)單相變流續(xù)流組件的輸入端設(shè)有一個(gè)軟充電模塊3，軟充電模塊3包括并聯(lián)連接的充電電阻以及充電電阻旁路接觸器；軟充電模塊3包括并聯(lián)連接的充電電阻以及充電電阻旁路接觸器。
[0027]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例電能質(zhì)量綜合治理裝置包括分別對(duì)應(yīng)電網(wǎng)A、B、C三相電的A、B、C相變流模塊，A、B、C相變流模塊分別通過(guò)并聯(lián)連接的單相多繞組變壓器Tal、TbU Tcl接入電網(wǎng)的三相電，單相多繞組變壓器Tal、Tbl、Tcl的一次高壓側(cè)(A/X，B/Y，C/Z)分別通過(guò)軟充電模塊3、三相隔離開(kāi)關(guān)QSl與三相輸入端Al、B1、Cl連接，其中軟充電模塊3包括并聯(lián)連接的充電電阻(Ra、Rb、Re)以及三相充電電阻旁路接觸器KMl。單相多繞組變壓器Tal、Tbl、Tcl采用單相多重化設(shè)計(jì)，二次側(cè)各副邊繞組相互獨(dú)立，每個(gè)副邊分別通過(guò)一個(gè)電抗器與