适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路，包括设置在SVG功率柜中各功率单元的IGBT门极板上的输出电压相位采集电路，所述输出电压相位采集电路包括左相位采集电路和右相位采集电路，左相位采集电路和右相位采集电路电路结构相同，包括串联连接的分压电路、比较电路和光耦隔离输出电路，分压电路的一端接地，另一端连接IGBT半桥上两IGBT的连接处，光耦隔离输出电路的输出端连接SVG控制器的输入端。本实用新型专利技术无需PT采集输出电压波形，且无需外接采样线，可有效实现SVG输出电压相位的定性分析，经济简单，不仅可用于SVG对相，还可用于SVG功率单元的异常检测中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路


[0001]本技术涉及高压变流器
，特别是一种适用于级联多电平高压SVG控制系统的辅助装置。

技术介绍

[0002]电网系统运行过程中需要对电网进行无功补偿，以提高电网运行时的功率因数，降低电网损耗。近年来，常用的无功补偿设备是动态无功补偿装置，简称SVG，SVG装置包括功率柜和控制器，功率柜中设置有大量的功率单元，用于在控制器的指令下对电网系统进行无功补偿；动态无功补偿装置运行过程中，通常需要提取SVG的输出电压相位，用于对相或对功率单元的工作状态进行检测。
[0003]传统高压SVG装置输出电压相位的获取方法有两种：一种为采用高压PT，通过采集SVG的输出电压与系统母线的电压进行比较来判断相位是否相同，此种方法原理简单，但高压PT二次侧只能得到安装相相位，不能获得安装相中每个级联功率单元的相位，不利于定位异常功率单元；另一种方法为本申请人的在先专利2014206254191公开的一种方便对相的成套SVG装置，其是在功率单元交流输出侧增加PT及采样电路，通过采样电路获取各个功率单元的输出电压及相位，然后通过软件进行对相工作，但是该方法需要在每个功率单元的交流输出侧外接交流采样线，增加了生产工序，且容易出现故障。
[0004]本申请人的另一项在先专利2015104692241公开了一种SVG装置的自适应相序控制方法，通过采集电压互感器二次侧电压波形信号以及SVG装置三相无功补偿单元的输出电压波形信号，并对采集的信号进行叠加、提取基波、计算相位角、比较相序等数据处理，利用主控制器内的模拟开关自动调整SVG装置三相无功补偿单元的输出电压相序。其虽然实现了对相、调相的目的，但是整个过程依然离不开高压PT二次侧电压信号的采集，并且无论是PT二次侧还是SVG装置三相无功补偿单元的输出端，其都是基于采集的电压波形信号进行，由于电压波形信号中大量谐波信号的存在，再加上各功率单元电压波形的叠加，从而会导致叠加后的电压波形信号发生畸变，严重影响处理速度以及处理结果的准确性，而在对相过程中，其最终目的是进行对相，如果能够直接获得各个功率单元的相位信息必将大大减少软件的计算量，并提高相位判断的速度与准确性。

技术实现思路

[0005]本技术需要解决的技术问题是提供一种不依赖于高压PT电压波形采集的SVG输出电压相位提取电路，以提高对SVG装置对相的判断速度与准确性，进一步提高实用性。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案如下。
[0007]适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路，包括设置在SVG功率柜中各功率单元的IGBT门极板上的输出电压相位采集电路，所述输出电压相位采集电路包括左相位采集电路和右相位采集电路，左相位采集电路和右相位采集电路电路结构相同，包括串联连接的分压电路、比较电路和光耦隔离输出电路，分压电路的一端接地，另一端连接IGBT半桥上
两IGBT的连接处，光耦隔离输出电路的输出端连接SVG控制器的输入端。
[0008]上述适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路，所述分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻；比较电路采用电压比较器，电压比较器的正输入端连接第一电阻和第二电阻的连接处，电压比较器的负输入端接入参考电压；光耦隔离输出电路包括光耦隔离器，光耦隔离器的第一输入端连接电压比较器的输出端，光耦隔离器的另一输入端经第三电阻连接电源端，光耦隔离器的第一输出端接地，第二输出端连接控制器的输入端。
[0009]由于采用了以上技术方案，本技术所取得技术进步如下。
[0010]本技术无需PT采集输出电压波形，且无需外接采样线，可有效实现SVG输出电压相位的定性分析，结构简单，成本低，易于实现，不仅可用于SVG对相，还可用于SVG功率单元的异常检测中。
[0011]本技术通过在SVG各功率单元的IGBT门极板上设置输出电压相位采集电路，分别采集左右两个IGBT半桥上两IGBT连接处的电压，经采样电路分压、比较、光电隔离后转换为相位状态量；然后将左右半桥相位状态量通过比较得到输出电压相位状态，对一相中全部功率单元的输出电压相位采集信号进行叠加，便可得到该相输出电压相位，最后与该相相位角进行比较即可进行判断，由于其输出的是相位状态量，无需进行电压波形的处理、提取与分析，提高了对相的判断速度与准确性。
[0012]另外，本技术还可恢复输出电压相位波形，便可直观得到单个功率单元的输出电压波形，将各相中所有功率单元的电压波形叠加便可获得该相的输出电压波形包络，方便对各功率单元的运行状态进行检测。
附图说明
[0013]图1为级联多电平高压SVG装置结构拓扑图；
[0014]图2为本技术所述输出电压相位采集电路的电路图。
[0015]其中：1.功率单元，2.右相位采集电路，3.左相位采集电路。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步详细说明。
[0017]一种适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路，应用于SVG装置中，提取SVG装置功率单元的输出电压相位。
[0018]高压SVG即现有的级联多电平高压SVG装置，其拓扑图如图1所示，包括功率柜和控制器，功率柜内置三相无功补偿单元，各相无功补偿单元由多个串联连接的功率单元1组成，控制器用于控制各功率单元对电网系统进行无功补偿。控制器还可通过系统母线连接的PT采集母线中各相线的电压相位和电压波形。
[0019]本技术中，为快速对SVG装置进行对相，采用了直接采集各功率单元的输出电压相位的方式，具体手段是在功率柜中各功率单元的IGBT门极板上均设置一个输出电压相位采集电路，输出电压相位采集电路的输出端通过已有的光纤连接控制器的输入端，输出电压相位采集电路输出功率单元两个半桥的相位状态量给控制器，控制器根据各相各功率单元输出的相位状态量分别进行叠加获得高压SVG各相的输出电压相位。
[0020]所述输出电压相位采集电路包括左相位采集电路3和右相位采集电路2，左相位采
集电路和右相位采集电路电路结构相同，包括串联连接的分压电路、比较电路和光耦隔离输出电路，分压电路的一端接地，另一端连接IGBT半桥上两IGBT的连接处，光耦隔离输出电路的输出端连接控制器的输入端。
[0021]本实施例中，输出电压相位采集电路的电路图如图2所示。其中分压电路用于将功率单元输出的高压电压分压成低压电压输出给比较电路，分压电路包括串联连接的第一电阻和第二电阻，例如右相位采集电路的分压电路包括R11和R12，左相位采集电路的分压电路包括R21和R22。比较电路采用电压比较器，通过将采集的低电压与固定的参考电压比较获得反应采集点电压相位状态量的逻辑电平；具体地，电压比较器的正输入端连接第一电阻和第二电阻的连接处，电压比较器的负输入端接入参考电压Uref。光耦隔离输出电路实现高低压的隔离，包括光耦隔离器，光耦隔离器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于高压SVG的无PT输出电压相位提取电路，其特征在于：包括设置在SVG功率柜中各功率单元的IGBT门极板上的输出电压相位采集电路，所述输出电压相位采集电路包括左相位采集电路和右相位采集电路，左相位采集电路和右相位采集电路电路结构相同，包括串联连接的分压电路、比较电路和光耦隔离输出电路，分压电路的一端接地，另一端连接IGBT半桥上两IGBT的连接处，光耦隔离输出电路的输出端连接SVG控制器的输入端。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：董会然，董锁英，高志辉，朱东涛，
申请(专利权)人：河北旭辉电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：