基于T型三电平拓扑结构的电能质量综合治理装置制造方法及图纸

一种不对电网构成污染、可更高功率和更高效率运行的电能治理的基于T型三电平拓扑结构的电能质量综合治理装置，包括控制系统、功率单元、三相交流电抗器、预充电装置、交流接触器、滤波器、断路器，所述控制系统用来采集母线电流、母线电压和功率单元输出电流，所述交流接触器由控制系统控制，所述功率单元具有三相输出且输入端接在控制系统PWM输出端，所述三相交流电抗器、充电装置、滤波器和断路器依次串联在功率单元输出端；所述功率单元包括由三组功率元件组成的桥式电路，桥式电路的两端串联两个容量相同的电容，引出电容中点作为零电平的输出；每组功率元件由四只结构相同的开关器件按照横竖各二只在一起组成T型拓扑，每个T型拓扑为一相。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于T型三电平拓扑结构的电能质量综合治理装置，广泛应用于各类电力系统。
技术介绍
目前在工业和市电等领域，主要采用两电平的拓扑结构，而两电平拓扑结构存在损耗大、输出谐波较大和效率较低等不利因素，这就导致单一装置难以大功率运行，从而限制了电能质量治理的种类并且在一定程度上对电网存在污染。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种不对电网构成污染、可更高功率和更高效率运行的电能治理的综合控制系统，即基于T型三电平拓扑结构的电能质量综合治理装置。本技术涉及的基于T型三电平拓扑结构的电能治理的综合控制系统，包括控制系统、功率单元、三相交流电抗器、预充电装置、交流接触器、滤波器、断路器，所述控制系统用来采集母线电流、母线电压和功率单元输出电流，所述交流接触器由控制系统控制，所述功率单元具有三相输出且输入端连接在控制系统PWM输出端，所述三相交流电抗器、充电装置、滤波器和断路器依次串联在功率单元输出端，所述断路器的另一端为Ua、Ub、Uc母线接线端，所述充电装置两端与交流接触器的常开触点并联；所述功率单元包括由三组功率元件组成的桥式电路，桥式电路的两端串联两个容量相同的电容；两个电容为三电平中间直流支撑电容，将两个电容串联接在正负母线上，引出电容中点作为零电平的输出；每组功率元件由四只结构相同的开关器件按照横竖各二只在一起组成T型拓扑，每只开关器件两端并联有反接二极管，每个T型拓扑为一相；通过与电容中点相连的每相中开关器件及其并联的反接二极管实现中性点对地钳位，使每相获得P、O和N三种电平。所述开关器件为IGBT。本技术的有益效果是：1、功率单元为由内部为T型拓扑结构的三组功率元件构成的桥式电路，每组功率元件由四只结构相同的开关器件按照横竖各二只在一起组成T型拓扑，每只开关器件两端并联有反接二极管，每个T型拓扑为一相；并联于电网中，相当于一个可变的电流源，其输出电流可以灵活控制，最后通过连接电抗器接入电网。2、本装置提供无功补偿、谐波治理、三相不平衡以及电网闪变等解决方案。3、由于三电平拓扑中的开关器件电压应力仅为两电平拓扑的一半，因此大大减小了开关损耗和电磁干扰，减小了滤波电抗损耗和输出纹波；而相对于I型三电平拓扑而言，T型三电平具有更小的损耗和更少的元器件，从而提高了工作效率，使单一装置可以较大功率运行，增加了电能质量治理的种类。附图说明图1是本技术的电气原理图；图2是图1中功率单元电路原理图。具体实施方式如图所示，本技术包括控制系统、功率单元、三相交流电抗器、充电装置、交流接触器、EMI滤波器、断路器，所述交流接触器由控制系统控制，所述功率单元具有三相输出且连接在控制系统PWM输出端，控制系统根据检测的数据实时运算，将最终的运算结果作为PWM开出，以控制逆变功率模块的输出。所述三相交流电抗器、预充电装置、EMI滤波器和断路器依次串联在功率单元输出端，所述断路器的另一端为Ua、Ub、Uc母线接线端，所述充电装置由三个预充电电阻Ra、Rb、Rc构成，所述预充电电阻Ra、Rb、Rc两端分别与交流接触器的三个常开触点并联；所述功率单元包括由三组功率元件组成的桥式电路，桥式电路的两端串联两个容量相同的电容C1、C2；所述电容C1、C2为三电平中间直流支撑电容，接线时将两个电容串联接在正负母线上，引出电容中点作为零电平的输出；三组功率元件分别由四只结构相同的开关器件Sa1、Sa2、Sa3和Sa4，Sb1、Sb2、Sb3和Sb4以及Sc1、Sc2、Sc3和Sc4，按照横竖各二只在一起组成T型拓扑，每只开关器件两端反并联有二极管，每个T型拓扑为一相，本实施例中开关器件采用IGBT；通过与电容中点相连的每相中开关器件Sa3、Sb3、Sc3及其并联的反接二极管实现中性点对地钳位，使每相获得P、O和N三种电平。所述控制系统通过CT1采集母线电流、内部设置的PT采集母线电压、通过CT2采集流经中性点的T型拓扑中线电流和通过CT3采集功率单元输出电流，由控制系统在检测到过流时控制断路器断开，实现过流保护；三相交流电抗器采用0.2mH～0.5mH的高频电抗，它的作用是滤波使逆变功率模块输出较平滑的波形，减少IGBT输出电流中的开关纹波，降低共模干扰，实现能量的缓冲；预充电电阻采用100Ω的大功率电阻，当装置上电时，电网给直流支撑电容充电时起到缓冲作用，当装置运行时，交流接触器将充电装置短路，避免综合治理装置输出电流流经充电装置；控制系统包括开入检测模块、开出控制模块、检测运算模块，开入检测模块主要检测外部器件的当前状态；开出控制模块主要用来控制外部器件的动作，用磁保持继电器实现；检测运算模块根据采样检测到的数据进行实时运算，将最终的运算结果作为PWM开出，以控制开关器件的输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于T型三电平拓扑结构的电能治理的综合控制系统，其特征是：包括控制系统、功率单元、三相交流电抗器、预充电装置、交流接触器、滤波器、断路器，所述控制系统用来采集母线电流、母线电压和功率单元输出电流，所述交流接触器由控制系统控制，所述功率单元具有三相输出且输入端连接在控制系统PWM输出端，所述三相交流电抗器、充电装置、滤波器和断路器依次串联在功率单元输出端，所述断路器的另一端为Ua、Ub、Uc母线接线端，所述充电装置两端与由控制系统控制的交流接触器的常开触点并联；所述功率单元包括由三组功率元件组成的桥式电路，桥式电路的两端串联两个容量相同的电容；两个电容为三电平中间直流支撑电容，将两个电容串联接在正负母线上，引出电容中点作为零电平的输出；每组功率元件由四只结构相同的开关器件按照横竖各二只在一起组成T型拓扑，每只开关器件两端并联有反接二极管，每个T型拓扑为一相；通过与电容中点相连的每相中开关器件及其并联的反接二极管实现中性点对地钳位，使每相获得P、O和N三种电平。

【技术特征摘要】
1.基于T型三电平拓扑结构的电能治理的综合控制系统，其特征是：包括控制系统、功率单元、三相交流电抗器、预充电装置、交流接触器、滤波器、断路器，所述控制系统用来采集母线电流、母线电压和功率单元输出电流，所述交流接触器由控制系统控制，所述功率单元具有三相输出且输入端连接在控制系统PWM输出端，所述三相交流电抗器、充电装置、滤波器和断路器依次串联在功率单元输出端，所述断路器的另一端为Ua、Ub、Uc母线接线端，所述充电装置两端与由控制系统控制的交流接触器的常开触点并联；所述功率单元包括由三组...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨威，王化勇，
申请(专利权)人：辽宁拓新电力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21