【技术实现步骤摘要】
一种终端自平衡装置直流侧供电系统
[0001]本专利技术涉及电能质量控制
，具体涉及一种终端自平衡装置直流侧供电系统。
技术介绍
[0002]随着就地电能质量综合治理装置接入电网的数量不断提高，采用一种新型终端自平衡装置可以改善三相不平衡问题，在使用中对其自身的低成本、高可靠性供电电源成为设计这种装置的一个很大挑战。利用开关电源从这种装置直流电容上直接获取能量可以降低对开关电源承受电压能力的要求，从而降低供电电源的体积和成本。
[0003]现有终端自平衡型就地电能质量综合治理装置其自身供电技术主要分为：隔离交流供电和直流供电。隔离交流供电技术从电源侧通过高阻抗变压器向处于负载侧的终端自平衡装置供电，但是，高阻抗变压器的体积大、价格高，当终端自平衡装置所需要的供电功率大于1000W时，体积和价格都超出工程可应用的范围；直流供电技术采用DC/DC开关电源通过终端自平衡装置的直流电容向自身控制系统供电，但是，这种单个单相电容供电的单电源供电方式在自身发生故障引起直流电压剧烈波动时，会影响供电电源的正常供电，因此，不易实现终端自平衡装置的高可靠低成本运行；通过数量为3的多个DC/DC开关电源使终端自平衡装置中三相系统的3个功率模块直流电容向三个功率模块同时供电，可实现功率模块的3冗余运行，但是，多个DC/DC开关电源向单个功率模块供电时需要考虑多个DC/DC开关电源之间的输入能量平均分配问题，不合理的设计会影响三个功率模块分别对应的直流电容电压的一致性，从而影响传输电流的波形质量。
技术实现思路
>[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种终端自平衡装置直流侧供电系统，用于就地电能质量综合治理。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种终端自平衡装置直流侧供电系统，用于就地电能质量综合治理，包括一组与三相不平衡负荷并联的功率平衡模块三相装置，所述功率平衡模块三相装置包括两组电流互感器CT、一组电压互感器PT以及用于就地电能质量综合治理的终端自平衡装置，所述终端自平衡装置包括三个功率平衡模块、与功率平衡模块在数量和位置上相一一对应的功率平衡模块直流侧的供电电源及风扇，每个所述功率平衡模块均包括一个H桥模块和至少一个电感Ls，每个电感Ls配置有一电流互感器CT，三个功率平衡模块中的所有H桥模块非连接电感Ls的一端连接在一起后接入电源地N，三个功率平衡模块中的H桥模块的另一端分别连接对应的电感Ls后接入对应的低压三相线上，所述H桥模块包括依次并联的左半桥桥臂、右半桥桥臂及直流侧电容C，所述左半桥桥臂及右半桥桥臂均由上下两个SICMOS功率管串联而成，风扇与供电电源电连接。
[0006]作为一种具体的实施方式，每个供电电源均包括三级依次连接的固定占空比DC/DC模块Ⅰ，每级固定占空比DC/DC模块Ⅰ的正输出端均连接一个二极管D1，三级固定占空比
DC/DC模块Ⅰ的正输出端分别经对应的二极管D1后连接至同一结点e，三级固定占空比DC/DC模块Ⅰ的负输出端均连接至同一结点d，结点d和结点e均连接至直流母线上且结点d与结点e之间的直流母线上还连接有电容C2，电容C2的两端分别连接DC/DC模块Ⅱ的正负两端。
[0007]作为一种具体的实施方式，每级固定占空比DC/DC模块Ⅰ均包括依次连接的一变压器T和一MOS功率管，变压器T的次级线圈上连接有一二极管D2，变压器T的正输出端和输出端之间连接有电容C3，电容C3的正电压端连接至二极管D2的输出端上，负电压端连接至结点e；每个所述供电电源中的第二级固定占空比DC/DC模块Ⅰ的输入端与与其对应的直流侧电容C的两端连接；每个所述供电电源的第一级固定占空比DC/DC模块Ⅰ的输入端与其他两个功率平衡模块中的直流侧电容C的两端连接；每个所述供电电源的第三级固定占空比DC/DC模块Ⅰ的输入端与与其对应的功率平衡模块的下一级功率平衡模块中的直流侧电容C的两端连接。
[0008]作为一种具体的实施方式，功率平衡模块三相装置的额定电流定电流I
S
满足：
[0009][0010]其中，U
ab
为供电系统线电压，S
Lmax
为供电系统输送的最大功率。
[0011]作为一种具体的实施方式，供电系统中连接的电感Ls的电感值L
S
满足：
[0012][0013]供电系统中的直流侧电容C的容值C满足：
[0014][0015]其中，f为电网频率，f＝50Hz。
[0016]作为一种具体的实施方式，H桥模块中SICMOS功率管的电流为I
SICMOS
，电压为V
SICMOS
，其中，I
SICMOS
满足：I
SICMOS
＞I
S
；V
SICMOS
满足：
[0017][0018]其中N为三相功率平衡模块的数量，即N＝3，
[0019]V
SICMOS
∈{1200，1700，3300}。
[0020]作为一种具体的实施方式，H桥模块中SICMOS功率管满足以下条件：
[0021]SICMOS功率管的开关损耗P
sw
为：
[0022]P
sw
＝f
sw
×
(E
on
+E
off
)
×
I
s
/I
nom
[0023]其中；f
sw
为开关频率，E
on
为功率管开通损耗，E
off
为功率关断损耗，I
nom
为标定电流，
[0024]SICMOS功率管的导通损耗P
conG
为：
[0025]P
conG
＝V
ce
×
I
s
×
d
[0026]其中：V
ce
为功率管的饱和压降，d为SICMOS功率管的工作状态，d＝0.6，
[0027]SICMOS功率管内部反并联二极管的开关损耗P
d
为：
[0028]P
d
＝f
sw
×
E
d
×
I
s
/I
nom
[0029]其中，E
d
为二极管损耗，
[0030]SICMOS功率管内部反并联二极管的导通损耗P
cond
为：
[0031]P
cond
＝V
f
×
I
s
×
(1
‑
d)
[0032]其中V
f
为二极管导通压降，
[0033]SICMOS功率管的总损耗P
SICMOS
为：
[0034]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种终端自平衡装置直流侧供电系统，用于就地电能质量综合治理，其特征在于，包括一组与三相不平衡负荷并联的功率平衡模块三相装置，所述功率平衡模块三相装置包括两组电流互感器CT、一组电压互感器PT以及用于就地电能质量综合治理的终端自平衡装置，所述终端自平衡装置包括三个功率平衡模块、与功率平衡模块在数量和位置上相一一对应的功率平衡模块直流侧的供电电源及风扇，每个所述功率平衡模块均包括一个H桥模块和至少一个电感Ls，每个电感Ls配置有一电流互感器CT，三个功率平衡模块中的所有H桥模块非连接电感Ls的一端连接在一起后接入电源地N，三个功率平衡模块中的H桥模块的另一端分别连接对应的电感Ls后接入对应的低压三相线上，所述H桥模块包括依次并联的左半桥桥臂、右半桥桥臂及直流侧电容C，所述左半桥桥臂及右半桥桥臂均由上下两个SICMOS功率管串联而成，风扇与供电电源电连接。2.根据权利要求1所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，每个供电电源均包括三级依次连接的固定占空比DC/DC模块I，每级固定占空比DC/DC模块I的正输出端均连接一个二极管D1，三级固定占空比DC/DC模块I的正输出端分别经对应的二极管D1后连接至同一结点e，三级固定占空比DC/DC模块I的负输出端均连接至同一结点d，结点d和结点e均连接至直流母线上且结点d与结点e之间的直流母线上还连接有电容C2，电容C2的两端分别连接DC/DC模块Ⅱ的正负两端。3.根据权利要求2所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，每级固定占空比DC/DC模块I均包括依次连接的一变压器T和一MOS功率管，变压器T的次级线圈上连接有一二极管D2，变压器T的正输出端和输出端之间连接有电容C3，电容C3的正电压端连接至二极管D2的输出端上，负电压端连接至结点e；每个所述供电电源中的第二级固定占空比DC/DC模块I的输入端与与其对应的直流侧电容C的两端连接；每个所述供电电源的第一级固定占空比DC/DC模块I的输入端与其他两个功率平衡模块中的直流侧电容C的两端连接；每个所述供电电源的第三级固定占空比DC/DC模块I的输入端与与其对应的功率平衡模块的下一级功率平衡模块中的直流侧电容C的两端连接。4.根据权利要求3所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，功率平衡模块三相装置的额定电流定电流I
S
满足：其中，U
ab
为供电系统线电压，S
Lmax
为供电系统输送的最大功率。5.根据权利要求4所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，供电系统中连接的电感Ls的电感值L
S
满足：供电系统中的直流侧电容C的容值C满足：其中，f为电网频率，f＝50Hz。6.根据权利要求4所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，H桥模块中SICMOS功率管的电流为I
SICMOS
，电压为V
SICMOS
，其中，I
SICMOS
满足：I
SICMOS
＞I
S
；V
SICMOS
满足：
其中N为三相功率平衡模块的数量，即N＝3，C
SICMOS
∈{1200，1700，3300}。7.根据权利要求4所述的终端自平衡装置直流侧供电系统，其特征在于，H桥模块中SICMOS功率管满足以下条件：SICMOS功率管的开关损耗P
sw
为：P
sw
＝f
sw
×
(E
on
+E
off
)
×
I
s
/I
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王森，李雄，杨佳明，党星星，张俊奇，王启华，
申请(专利权)人：苏州爱科赛博电源技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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