一种能效提升装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能效提升装置，包括可控整流单元、逆变单元、旁路单元、变压隔离单元；所述变压隔离单元包括三相隔离变压器；所述可控整流单元包括IGBT、直流支撑电容、吸收电容、放电电阻、预充电电阻以及旁路断路器QF5。能够通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并快速响应，抵消负载中相应的谐波电流，实现动态跟踪补偿的功能，UPEC通过逆变器控制变压器原边电压，实现变压器副边电压的控制，从而调节负载的运行电压，同时，利用IGBT高速的开关特性，可以实现网侧电压降的治理。可以实现网侧电压降的治理。可以实现网侧电压降的治理。

【技术实现步骤摘要】
一种能效提升装置


[0001]本专利技术涉及电力设备
，具体涉及一种能效提升装置。

技术介绍

[0002]非线性和冲击性负载的增长导致了许多电能质量问题，例如电压跌落、闪变、电流谐波、不平衡等。这些问题严重影响了电力系统的稳定和敏感性用户的安全。为了解决这些问题，人们提出并试验了许多方案，例如针对电流问题的有源滤波器(APF)，针对电压问题的动态电压调节器(AVC)，针对无功补偿的静态无功发生器(SVG)，针对敏感性负荷的不间断电源(UPS)等。综合能效提升装置UPEC(Unified Power Efficiency Controller)是一种综合电能质量调节器，响应国家节能减排，采用电力电子技术，从多个角度综合治理，很好为企业用户节能达到节能的目的，同时保证了系统的良好的电能质量。

技术实现思路

[0003]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种能效提升装置，主要是通过内部可控整流单元能够通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并快速响应，抵消负载中相应的谐波电流，实现动态跟踪补偿的功能，UPEC通过逆变器控制变压器原边电压，实现变压器副边电压的控制，从而调节负载的运行电压，同时，利用IGBT高速的开关特性，可以实现网侧电压降的治理。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种能效提升装置，
[0005]优选地，包括可控整流单元、逆变单元、旁路单元、变压隔离单元；
[0006]所述变压隔离单元包括三相隔离变压器；
[0007]所述可控整流单元包括IGBT、直流支撑电容、吸收电容、放电电阻、预充电电阻以及旁路断路器QF5；
[0008]所述可控整流单元具有整流模式和补偿模式；
[0009]在整流模式中，旁路断路器QF5断开，通过预充电电阻限流，IGBT不可控整流对直流支撑电容充电，待直流母线电压至A时，闭合旁路断路器QF5，通过IGBT不可控整流继续对直流支撑电容充电，待直流母线电压至B时，通过IGBT进行可控整流，维持直流母线电压至目标电压C；
[0010]在补偿模式中，通过IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。
[0011]优选地，还包括霍尔电流传感器，用于电流采集。
[0012]优选地，所述逆变单元包括IGBT、直流支撑电容、吸收电容、滤波电抗器、滤波电容以及阻尼电阻。
[0013]优选地，所述逆变单元通过旁路断路器QF5与变压器原边连接。
[0014]优选地，所述旁路单元包括可控硅、电流互感器、框架断路器，可控硅与三相隔离变压器原边并联连接，电流互感器采集负载电流信号。
[0015]优选地，框架断路器包括QF1、QF2和QF3，其中QF1、QF2用于进出线开关，QF3用于检修旁路开关；
[0016]当系统工作状态时，QF3分开，QF1、QF2闭合；
[0017]当系统检修、故障或退出运行时，可控硅导通，变压器原边短路；副边线圈电压为线圈压降，同时QF3闭合，QF1、QF2断开，待QF3合闸完成，控制可控硅关断，由QF3单独实现旁路。
[0018]优选地，三相隔离变压器的原边通过断路器与逆变单元连接。
[0019]优选地，还包括冷却单元，冷却单元用于可控整流单元、逆变单元的降温，所述冷却单元包括散热器和风机。
[0020]本专利技术的有益效果在于：主要是通过内部可控整流单元能够通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并快速响应，抵消负载中相应的谐波电流，实现动态跟踪补偿的功能，UPEC通过逆变器控制变压器原边电压，实现变压器副边电压的控制，从而调节负载的运行电压，同时，利用IGBT高速的开关特性，可以实现网侧电压降的治理。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术的系统原理图。
[0023]图2为本专利技术的电气原理图。
[0024]图3为图2的部分示意图一。
[0025]图4为图2的部分示意图二(其中图3和图4合并后形成图2)。
[0026]图5为开关柜设置的示意图。
[0027]图6为变压器柜设置的示意图。
[0028]图7为三相变压器原理图。
[0029]图8为预充电电阻R1～3形成的预充电回路。
[0030]图9为滤波电抗器L2～L3形成的滤波回路。
[0031]图10为逆变侧电路采用LC滤波模式示意图。
[0032]图11为可控整流采用三相桥式整流电路示意图。
[0033]图12为逆变采用三相桥式整流电路示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例：本专利技术提供了一种能效提升装置，包括可控整流单元、逆变单元、旁路单
元、变压隔离单元；
[0036]所述可控整流单元包括IGBT41～44、IGBT51～54、IGBT61～64、直流支撑电容C36～48、吸收电容C49～60、放电电阻R6、预充电电阻R1～3以及旁路断路器QF5；该单元直接并联在负载侧，采用三相桥式电路结构，每相使用4只1200V,600A的IGBT并联，主要功能是对交流三相电源AC380V可控整流至DC750V，作为逆变单元的直流源，该单元同时具备为负载系统提供2
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13次谐波电流滤除及无功补偿功能；另外还包括了霍尔电流传感器TA3～4、滤波电抗器L2～L3、滤波电容C63～63及阻尼电阻R5；
[0037]所述可控整流单元具有整流模式和补偿模式；具体的：
[0038]在整流模式中，单元启动时，旁路断路器QF5断开，通过预充电电阻限流，IGBT不可控整流对直流支撑电容充电，待直流母线电压至A(A为240V)时，闭合旁路断路器QF5，通过IGBT不可控整流继续对直流支撑电容充电，待直流母线电压至B(B为540V)时，通过IGBT进行可控整流，维持直流母线电压至目标电压C(C为750V)；
[0039]在补偿模式中，通过IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的；驱动IGBT功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能效提升装置，其特征在于，包括可控整流单元、逆变单元、旁路单元、变压隔离单元；所述变压隔离单元包括三相隔离变压器；所述可控整流单元包括IGBT、直流支撑电容、吸收电容、放电电阻、预充电电阻以及旁路断路器QF5；所述可控整流单元具有整流模式和补偿模式；在整流模式中，旁路断路器QF5断开，通过预充电电阻限流，IGBT不可控整流对直流支撑电容充电，待直流母线电压至A时，闭合旁路断路器QF5，通过IGBT不可控整流继续对直流支撑电容充电，待直流母线电压至B时，通过IGBT进行可控整流，维持直流母线电压至目标电压C；在补偿模式中，通过IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流。2.如权利要求1所述的一种能效提升装置，其特征在于，还包括霍尔电流传感器，用于电流采集。3.如权利要求1所述的一种能效提升装置，其特征在于，所述逆变单元包括IGBT、直流支撑电容、吸收电容、滤波电抗器、滤波电容以及阻尼电阻。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：占建根，杨忠浩，霍利杰，虞剑文，
申请(专利权)人：南京智睿能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：