基于功率单元级联的１０ｋＶ动态电压恢复器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于功率单元级联的１０ｋＶ动态电压恢复器，其包括单输入多输出变压器、三十个功率单元、三十个机械旁路机构、三个ＬＣ滤波电路，每个ＬＣ滤波电路均由一个电感和一个电容串联组成，单输入多输出变压器将电网电压变换为三十路输出的三相电压，每一路输出电压接至一组功率单元的输入端；十个功率单元为一组，每一组功率单元的输出端级联后经过一个ＬＣ滤波电路串入电网，每个功率单元的输出端并联一个机械旁路机构。本发明专利技术基于功率单元级联的１０ｋＶ动态电压恢复器能实现不停机更换故障功率单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统与电力电子技术中的动态电压恢复器(DynamicVoltage Restorer, DVR)，特别是涉及一种基于功率单元级联的10kV动态电压恢复器。
技术介绍
随着电子信息技术的飞速发展，企业中广泛应用的自动生产线、精密加工机械、计 算机系统等先进设备对电能质量的要求越来越高。电网电压的暂降或突升会使这些企业用 户遭受重大损失。在电网电压发生暂降或突升时，动态电压恢复器(DVR)通过向配电系统 中串入一个电压源来保障用户端的电压质量。10kV动态电压恢复器通常由储能装置、逆变装置、并网装置等构成。其中储能装置 的构成和逆变装置的拓扑结构是10kv动态电压恢复器设计中的重点。常见的储能装置有 超级电容、超导储能、蓄电池、飞轮储能等，受成本及补偿能力等多种因素的制约，这些装置 在目前的10kv动态电压恢复器结构中不是非常实用。现有10kV动态电压恢复器的元器件 发生故障时，需要停机，然后对设备进行维护，不能实现不停机更换故障的元器件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于功率单元级联的10kV动态电压恢复 器，其能实现不停机更换故障功率单元。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种基于功率单元级联的 10kV动态电压恢复器，其特征在于，其包括单输入多输出变压器、三十个功率单元、三十个 机械旁路机构、三个LC滤波电路，每个LC滤波电路均由一个电感和一个电容串联组成，单 输入多输出变压器将电网电压变换为三十路输出的三相电压，每一路输出电压接至一组功 率单元的输入端；十个功率单元为一组，每一组功率单元的输出端级联后经过一个LC滤波 电路串入电网，每个功率单元的输出端并联一个机械旁路机构。优选地，所述功率单元包括第一保险丝、第二保险丝、第三保险丝、第一 PWM整流 电路、第二 PWM整流电路、第三PWM整流电路、直流电容、第一 PWM逆变电路、第二 PWM逆变 电路和电子旁路机构，第一 PWM整流电路包括相互串联的第一 IGBT管和第二 IGBT管，第二 PWM整流电路包括相互串联的第三IGBT管和第四IGBT管，第三PWM整流电路包括相互串联 的第五IGBT管和第六IGBT管，第一保险丝接在第一 IGBT管和第二 IGBT管之间，第二保险 丝接在第三IGBT管和第四IGBT管之间，第三保险丝接在第五IGBT管和第六IGBT管之间， 第一 PWM整流电路、第二 PWM整流电路、第三PWM整流电路构成三相PWM整流电路，第一 PWM 逆变电路包括相互串联的第七IGBT管和第八IGBT管，第二 PWM逆变电路包括相互串联的 第九IGBT管和第十IGBT管，第一 PWM逆变电路和第二 PWM逆变电路构成单相PWM逆变电 路，三相PWM整流电路的六个IGBT管给直流电容充电，直流电容的输出接单相PWM逆变电 路，单相PWM逆变电路的输出接至电子旁路机构的两端，电子旁路机构由双向可控硅构成， 双向可控硅的输出接到功率单元的输出端。优选地，所述三相PWM整流电路和直流电容组成功率单元的储能装置。优选地，所述机械旁路机构由短接铜片、绝缘连杆、连动杆、旋转手柄组成。本专利技术的积极进步效果在于功率单元内部采用常规IGBT管构成PWM整流电路和 PWM逆变电路，可以实现能量双向流动，电网电压跌落时，功率单元可以从吸收电网能量，对 负载侧电网电压跌落进行补偿；电网电压突升时，功率单元可以从负载侧吸收突升电压，由 装置回馈到电网，同时，模块化的设计，提高了 10kV动态电压恢复器的可维护性；功率单元 输出端级联也可以满足10kV动态电压恢复器的应用要求。功率单元内部三相PWM整流电 路能够减少整流单元对电网谐波和功率因素的影响；功率单元内部三相PWM整流电路和直 流电容构成的储能装置，能够保证电网电压在一定范围波动时直流电容电压的稳定，提高 动态电压恢复器的补偿能力。功率单元内部的双向可控硅构成的电子旁路机构，可以在功 率单元出现故障时，让主回路电流经双向可控硅流过，使故障功率单元内的元件脱离主回 路，保证系统在1-2个功率单元出现故障时，仍可以正常运行；故障功率单元外部的机械旁 路机构可以将故障功率单元脱离系统；电子旁路机构和机械旁路机构的联合作用可以实现 故障功率单元的不停机更换，提高了 10kV动态电压恢复器的可靠性。附图说明图1为本专利技术基于功率单元级联的10kV动态电压恢复器的原理示意图。图2为本专利技术基于功率单元级联的10kV动态电压恢复器中的功率单元的原理示 意图。图3为本专利技术基于功率单元级联的10kV动态电压恢复器中的功率单元抽屉的原 理示意图。具体实施例方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术基于功率单元级联的10kV动态电压恢复器包括单输入多输出 变压器11、三十个功率单元30-59、三十个机械旁路机构60-89、第一 LC滤波电路、第二 LC 滤波电路和第三LC滤波电路，利用单输入多输出变压器11将电网10kV电压变换为三十 路690V输出的三相电压，每一路输出电压接至一组功率单元的输入端；十个功率单元为一 组，共三组，分别对应电网A、B、C相级联电路。第一 LC滤波电路包括相互串联的第一电 容24和第一电感21，第二 LC滤波电路包括相互串联的第二电容25和第二电感22，第三 LC滤波电路包括相互串联的第三电容26和第三电感23。将A相级联电路的十个功率单 元30-39的输出端依次相连，十个功率单元的输出端级联后经过第一 LC滤波电路串入电 网，同时，每个功率单元的输出端并联一个机械旁路机构60-69 ；将B相级联电路的十个功 率单元40-49的输出端依次相连，十个功率单元的输出端级联连接后的输出经过第二 LC滤 波电路串入电网，同时，每个功率单元的输出端并接一个机械旁路机构70-79，同理，将C相 级联电路的十个功率单元50-59的输出端依次相连，十个功率单元的输出端级联连接后的 输出经过第三LC滤波电路串入电网，同时，每个功率单元的输出端并联一个机械旁路机构 80-89。如图2所示，功率单元包括第一保险丝111、第二保险丝112、第三保险丝113、第— PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)整流电路、第二 PWM整流电路、第三PWM整流 电路、直流电容131、第一 PWM逆变电路、第二 PWM逆变电路和电子旁路机构，第一 PWM整流 电路包括相互串联的第一 IGBT管(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘三双极型功 率管)121和第二 IGBT管122，第二 PWM整流电路包括相互串联的第三IGBT管123和第四 IGBT管124，第三PWM整流电路包括相互串联的第五IGBT管125和第六IGBT管126，第一 保险丝111接在第一 IGBT管121和第二 IGBT管122之间，第二保险丝112接在第三IGBT 管123和第四IGBT管124之间，第三保险丝113接在第五IGBT管125和第六IGBT管126 之间，第一 PWM整流电路、第二 PWM整流电路、第三PWM整流电路构成三相PWM整流电路，第 一 PWM逆变电路包括相互串联的第七IGBT管141本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于功率单元级联的１０ｋＶ动态电压恢复器，其特征在于，其包括单输入多输出变压器、三十个功率单元、三十个机械旁路机构、三个ＬＣ滤波电路，每个ＬＣ滤波电路均由一个电感和一个电容串联组成，单输入多输出变压器将电网电压变换为三十路输出的三相电压，每一路输出电压接至一组功率单元的输入端；十个功率单元为一组，每一组功率单元的输出端级联后经过一个ＬＣ滤波电路串入电网，每个功率单元的输出端并联一个机械旁路机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国栋，宋晋峰，周悦，赵金良，喻逸枫，董祖毅，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]