用于配电网的电能质量综合治理装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力系统的电能质量管理的技术领域，尤其涉及一种电能质量综合治理装置；解决的技术问题为：提供一种集无功补偿、谐波补偿、不平衡补偿以及低电压补偿这几种功能于一体的用于配电网的电能质量综合治理装置；采用的技术方案为：用于配电网的电能质量综合治理装置，串接在电源U1和负载FZ1之间，所述电能质量综合治理装置包括：主电路和控制电路，主电路包括：变压器TR、滤波组件LC、滤波电抗器La、第一三电平逆变器CON1和第二三电平逆变器CON2；本发明专利技术适用于电力系统。

【技术实现步骤摘要】
用于配电网的电能质量综合治理装置
本专利技术属于电力系统的电能质量管理的
，尤其涉及一种电能质量综合治理装置。
技术介绍
现今，我国农村的低压配电网规模、线路长度、以及400V/220V低压线路都是和广大用户零距离接触。随着农村经济的发展和家电下乡政策的发展，各种大功率家用电器出现在农民的家中，农村的用电量迅速增加。农村配送区经常出现以下的运行状况：农村农民工的农业生产和流动性，造成农村电网的大负荷波动；远离变电站、重负荷的终端电压较低，当变电站的电压调节、电压过高时，轻负荷过高，就会烧毁设备；某些区域有许多小水电站，雨季400V线路电压太高，严重的相电压可以达到295v，这可能会导致用户设备损坏；在低压三相四线制供电系统中，由于用户的单相负载或单相和三相负荷和负荷结构，大小的时间和功率是不同的，因此，三相负载不平衡的情况存在，提高变压器的功率损耗的影响，严重时会烧毁配电变压器；非线性负载的快速增长使得谐波问题出现，这对低压电网无功补偿装置的安全运行构成了巨大的威胁。随着上述运行状况的出现，低压配电网存在着功率因数低、三相不平衡、电压不合格、谐波等问题，影响了供电质量。目前，一般管理装置功能单一，体积大，调节精度差，不能解决电能质量问题，影响设备的安全性，都是单独地采用低压有源电力滤波器来治理谐波、采用低压静止无功发生器来治理无功补偿、采用低电压治理装置来治理低电压，缺少一种综合性的能够起到治理谐波、功率因数低、三相不平衡及低电压的综合装置。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种集无功补偿、谐波补偿、不平衡补偿以及低电压补偿这几种功能于一体的用于配电网的电能质量综合治理装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：用于配电网的电能质量综合治理装置，串接在电源U1和负载FZ1之间，所述电能质量综合治理装置包括：主电路和控制电路，所述主电路包括：变压器TR、滤波组件LC、滤波电抗器La、第一三电平逆变器CON1和第二三电平逆变器CON2；所述变压器TR的一次绕组串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间，所述第一三电平逆变器CON1经过所述滤波组件LC和所述变压器TR的二次绕组后串联接入电网中，所述第二三电平逆变器CON2经过所述滤波电抗器La后与所述负载FZ1并接，所述第一三电平逆变器CON1的控制信号输入端和所述第二三电平逆变器CON2的控制信号输入端分别与所述控制电路的控制信号输出端电气连接。优选地，所述控制电路包括：采集单元、预处理单元和主控单元，所述采集单元包括：电网电压检测电路、负载电路检测电路、输出电路检测电路和直流母线电压检测电路，所述预处理单元包括：调理电路和模数转换器，所述主控单元包括：DSP芯片、FPGA芯片、PWM脉冲封锁模块和PWM输出模块；所述电网电压检测电路的输出端、所述负载电路检测电路的输出端、所述输出电路检测电路的输出端和所述直流母线电压检测电路的输出端分别与所述调理电路的输入端电气连接，所述调理电路的输出端与所述模数转换器的输入端电气连接，所述模数转换器的输出端与所述DSP芯片的输入端电气连接，所述DSP芯片的输出端与所述FPGA芯片的输入端电气连接，所述FPGA芯片的输出端与所述PWM脉冲封锁模块的输入端电气连接，所述PWM脉冲封锁模块的输出端与所述PWM输出模块的输入端电气连接。优选地，所述控制电路还包括：过零点检测电路和保护电路，所述过零点检测电路的输出端与所述DSP芯片的输入端电气连接，所述保护电路的输出端与所述PWM脉冲封锁模块的输入端电气连接。优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：旁路电路，所述旁路电路包括：第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，所述第一接触器KM1的常开触点串接在所述电源U1和所述变压器TR的一次绕组之间，所述第二接触器KM2的常开触点串接在所述滤波电抗器La和所述负载FZ1之间，所述第三接触器KM3的常开触点串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间。优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：断路器QF1，所述断路器QF1串接在所述电源U1和所述第三接触器KM3的常开触点之间。优选地，所述电能质量综合治理装置还包括：直流电容CL，所述直流电容CL并接在所述第一三电平逆变器CON1和所述第二三电平逆变器CON2的公共直流端。优选地，所述直流电容CL包括：电容CL1和电容CL2，所述电容CL1和所述电容CL2串联在一起，且所述电容CL1和所述电容CL2之间的连线与所述电源U1的零线电气连接。优选地，所述变压器TR包括：单相变压器TR1、单相变压器TR2和单相变压器TR3，所述滤波组件LC包括：电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3，所述滤波电抗器La包括：电感L4、电感L5、电感L6、电感L7、电感L8、电感L9、电容C4、电容C5和电容C6，所述第一三电平逆变器CON1包括：三电平逆变电路T1、三电平逆变电路T2和三电平逆变电路T3，所述第二三电平逆变器CON2包括：三电平逆变电路T4、三电平逆变电路T5和三电平逆变电路T6，所述三电平逆变电路T1、T2、T3、T4、T5、T6的结构相同，所述三电平逆变电路T1的结构为：包括：四个IGBT单元，每个IGBT单元的集电极和发射极之间均连接有一个二极管，第一IGBT单元Q1的发射极分别与第二IGBT单元Q2的集电极和第三IGBT单元Q3的集电极相连，第三IGBT单元Q3的发射极与第四IGBT单元Q4的发射极相连；三相电源U1依次通过断路器QF1、第一接触器KM1的常开触点和第二接触器KM2的常开触点与所述负载FZ1相连，所述第一接触器KM1的常开触点和所述第二接触器KM2的常开触点的两端并接有第三接触器KM3的常开触点，所述单相变压器TR1的一次绕组串接在所述第一接触器KM1的常开触点和第二接触器KM2的常开触点之间的A相线路上，所述单相变压器TR2的一次绕组串接在所述第一接触器KM1的常开触点和第二接触器KM2的常开触点之间的B相线路上，所述单相变压器TR3的一次绕组串接在所述第一接触器KM1的常开触点和第二接触器KM2的常开触点之间的C相线路上；所述单相变压器TR1的二次绕组的一端与所述电源U1的零线相连，所述单相变压器TR1的二次绕组的另一端串接所述电感L1后与所述三电平逆变电路T1中第一IGBT单元Q1的发射极和第二IGBT单元Q2的集电极之间的连线相连，所述单相变压器TR2的二次绕组的一端与所述电源U1的零线相连，所述单相变压器TR2的二次绕组的另一端串接所述电感L2后与所述三电平逆变电路T2中第一IGBT单元Q1的发射极和第二IGBT单元Q2的集电极之间的连线相连，所述单相变压器TR3的二次绕组的一端与所述电源U1的零线相连，所述单相变压器TR3的二次绕组的另一端串接所述电感L3后与所述三电平逆变电路T3中第一IGBT单元Q1的发射极和第二IGBT单元Q2的集电极之间的连线相连，所述单相变压器TR1的二次绕组的两端并接有电容C1，所述单相变压器TR2的二次绕组的两端并接有电容C2，所述单相变压器TR3的二次绕组的两端并接有电容C3；所述电感L7的一端与所述单相变压器TR1的一次绕组和所述第二接触器KM本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于配电网的电能质量综合治理装置，串接在电源U1和负载FZ1之间，其特征在于：所述电能质量综合治理装置包括：主电路(101)和控制电路(102)，所述主电路(101)包括：变压器TR、滤波组件LC、滤波电抗器La、第一三电平逆变器CON1和第二三电平逆变器CON2；所述变压器TR的一次绕组串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间，所述第一三电平逆变器CON1经过所述滤波组件LC和所述变压器TR的二次绕组后串联接入电网中，所述第二三电平逆变器CON2经过所述滤波电抗器La后与所述负载FZ1并接，所述第一三电平逆变器CON1的控制信号输入端和所述第二三电平逆变器CON2的控制信号输入端分别与所述控制电路(102)的控制信号输出端电气连接。

【技术特征摘要】
1.用于配电网的电能质量综合治理装置，串接在电源U1和负载FZ1之间，其特征在于：所述电能质量综合治理装置包括：主电路(101)和控制电路(102)，所述主电路(101)包括：变压器TR、滤波组件LC、滤波电抗器La、第一三电平逆变器CON1和第二三电平逆变器CON2；所述变压器TR的一次绕组串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间，所述第一三电平逆变器CON1经过所述滤波组件LC和所述变压器TR的二次绕组后串联接入电网中，所述第二三电平逆变器CON2经过所述滤波电抗器La后与所述负载FZ1并接，所述第一三电平逆变器CON1的控制信号输入端和所述第二三电平逆变器CON2的控制信号输入端分别与所述控制电路(102)的控制信号输出端电气连接。2.根据权利要求1所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述控制电路(102)包括：采集单元(1021)、预处理单元(1022)和主控单元(1023)，所述采集单元(1021)包括：电网电压检测电路(10211)、负载电路检测电路(10212)、输出电路检测电路(10213)和直流母线电压检测电路(10214)，所述预处理单元(1022)包括：调理电路(10221)和模数转换器(10222)，所述主控单元(1023)包括：DSP芯片(10231)、FPGA芯片(10232)、PWM脉冲封锁模块(10233)和PWM输出模块(10234)；所述电网电压检测电路(10211)的输出端、所述负载电路检测电路(10212)的输出端、所述输出电路检测电路(10213)的输出端和所述直流母线电压检测电路(10214)的输出端分别与所述调理电路(10221)的输入端电气连接，所述调理电路(10221)的输出端与所述模数转换器(10222)的输入端电气连接，所述模数转换器(10222)的输出端与所述DSP芯片(10231)的输入端电气连接，所述DSP芯片(10231)的输出端与所述FPGA芯片(10232)的输入端电气连接，所述FPGA芯片(10232)的输出端与所述PWM脉冲封锁模块(10233)的输入端电气连接，所述PWM脉冲封锁模块(10233)的输出端与所述PWM输出模块(10234)的输入端电气连接。3.根据权利要求2所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述控制电路(102)还包括：过零点检测电路(1024)和保护电路(1025)，所述过零点检测电路(1024)的输出端与所述DSP芯片(10231)的输入端电气连接，所述保护电路(1025)的输出端与所述PWM脉冲封锁模块(10233)的输入端电气连接。4.根据权利要求1所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述电能质量综合治理装置还包括：旁路电路，所述旁路电路包括：第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3，所述第一接触器KM1的常开触点串接在所述电源U1和所述变压器TR的一次绕组之间，所述第二接触器KM2的常开触点串接在所述滤波电抗器La和所述负载FZ1之间，所述第三接触器KM3的常开触点串接在所述电源U1和所述负载FZ1之间。5.根据权利要求4所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述电能质量综合治理装置还包括：断路器QF1，所述断路器QF1串接在所述电源U1和所述第三接触器KM3的常开触点之间。6.根据权利要求1所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述电能质量综合治理装置还包括：直流电容CL，所述直流电容CL并接在所述第一三电平逆变器CON1和所述第二三电平逆变器CON2的公共直流端。7.根据权利要求6所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述直流电容CL包括：电容CL1和电容CL2，所述电容CL1和所述电容CL2串联在一起，且所述电容CL1和所述电容CL2之间的连线与所述电源U1的零线电气连接。8.根据权利要求1所述的用于配电网的电能质量综合治理装置，其特征在于：所述变压器TR包括：单相变压器TR1、单相变压器TR2和单相变压器TR3，所述滤波组件LC包括：电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2和电容C3，所述滤波电抗器La包括：电感L4、电感L5、电感L6、电感L7、电感L8、电感L9、电容C4、电容C5和电容C6，所述第一三电平逆变器CON1包括：三电平逆变电路T1、三电平逆变电路T2和三电平逆变电路T3，所述第二三电平逆变器CON2包括：三电平逆变电路T4、三电平逆变电路T5和三电平逆变电路T6，所述三电平逆变电路T1、T2、T3、T4、T5、T6的结构相同，所述三电平逆变电路T1的结构为：包括：四个IGBT单元，每个IGBT单元的集电极和发射极之间均连接有一个二极管，第一IGBT单元Q1的发射极分别与第二IGBT单元Q2的集电极和第三IGBT单元Q3的集电极相连，第三IGBT单元Q3的发射极与第四IGBT单元Q4的发射极相连；三相电源U1依次通过断路器QF1、第一接触器KM1的常开触点和第二接触器KM2的常开触点与所述负载FZ1相连，所述第一接触器KM1的常开触点和所述第二接触器KM2的常开触点的两端并接有第三接触器KM3的常开触点，所述单相变压器TR1的一次绕组串接在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦延清，陈峻岭，邵海，朱志伟，姚鹏，向增，李建霖，范强军，胡小军，曹昌龙，王乐鹏，许慧铭，
申请(专利权)人：珠海万力达电气自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44