CN101860036A - 一种新型零序电流补偿器 - Google Patents

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伏祥运
赵明
姚钢
何维祥
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种新型零序电流补偿器，将逆变桥接入曲折变压器中性点和中线之间，逆变桥输出的电流通过曲折变压器提供的低阻抗的零序电流通道注入系统，对进行中性线电流的补偿。将可控整流模块接在曲折变压器的二次侧，为逆变桥提供直流电源，实现了能量的双向流动，解决了补偿器吸收有功功率时造成的直流电压升高的问题。本发明具有补偿效果好、直流电压低、开关应力小、受系统参数影响小、控制灵活、对系统运行影响小等一系列优点。

Description

一种新型零序电流补偿器
技术领域
本发明属于电力技术领域，特别是一种可用于低压配电网的新型零序电流补偿器。
背景技术
在三相四线制系统中，大型的商场、写字楼、居民小区不断涌现，其中含有很多的单相非线性负载，它们在工作时将产生大量的谐波，对电网造成一定影响。单相非线性负载中三次谐波含量很大，造成了三次谐波电流中在中性线重点的大量流动，此外三相负荷不平衡造成的基波零序分量也在中性线中流动，经常使得中性线的电流超过各相线中的电流。在配电网设计时，中性线的导线截面通常与各相导线的截面相同甚至更小，容易造成中性线的过载甚至烧毁。因此中性线电流抑制成为电力工作者广泛关注的问题。
针对中性线电流过大的问题，可以通过增大中性线的导线截面的方法进行解决，但这需要大量的投资，而且该方法不能减小电源侧电流的谐波，对电能质量的提高没有作用。为此，国内外学者提出了装设无源滤波、曲折变压器、混合串联补偿、有源滤波器等方法进行中性线电流进行抑制。无源滤波的效果受系统的参数影响较大，滤波效果不够理想，还容易造成谐波的放大，造成事故。曲折变压器在国内外也有一定应用，曲折变压器对零序电压呈现低阻，滤波效果也受系统参数影响较大，滤波能力在50％左右。另外在系统电压不平衡时，零序电压分量可能造成曲折变压器的过电流。有源滤波器效果最好，国内外学者针对三相四线制系统进行了广泛的研究，取得了较大进展。利用电压互感器零序电压的测量原理，在Y/Δ变压器的开口三角侧接入单相逆变器的新型结构，有效地改善了滤波器的滤波效果，逆变器仅承受零序电压，该结构直流电压较高，开关应力较大。另一方面，低压配电网运行工况较为复杂，电压不平衡和畸变的情况经常出现，逆变器补偿电流与输出电压相互作用，可能出现输出有功功率为负的情况，即逆变器吸收有功功率。若吸收的功率比开关器件等损耗大时，由于该结构中采用不控整流为逆变器提供直流电源，电能不可逆，这将导致直流侧电压的升高，容易造成设备的损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种对负荷的零序电流进行补偿、降低中性线电流的新型零序电流补偿器。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种新型零序电流补偿器，其特点是：包括可控整流桥、直流环节电容、逆变桥以及曲折变压器，曲折变压器的一次侧形成的三个端子分别为A、B、C接低压配电网的三相，可控整流桥的交流侧与曲折变压器的二次侧相接，可控整流桥的直流侧连接有直流环节电容，并与逆变桥的直流侧相连，逆变桥的交流侧的一个端子与曲折变压器的中性点O连接，另一个端子为N接低压配电网的零线。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，曲折变压器的二次侧为角形接线、Y接线、V形接线或单相输出。
本发明与现有技术相比，是以基本的曲折变压器与逆变桥为主体结构，将有源滤波和曲折变压器有机的结合在一起，能够在有效补偿零序电流，而且由可控整流桥为逆变桥提供直流电源，增强了装置的适应性。本发明的逆变桥具有以下优点：(1)可控整流桥实现了能量的双向流动，解决了直流过压问题，整流桥主要补偿为零序及谐波有功功率，容量较小；(2)直流电压低，开关应力小，开关损耗小；(3)补偿电流灵活控制，能够实现全补偿或者部分特定成分补偿；(4)补偿效果受系统参数影响小；(5)并联接入系统，设备故障后对系统运行影响小；(6)能够提高公共接入点的电压质量。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为电流控制原理图。
图3为直流电压控制原理图。
具体实施方式
一种新型零序电流补偿器，包括可控整流桥2、直流环节电容3、逆变桥4以及曲折变压器1，曲折变压器1的一次侧形成的三个端子分别为A、B、C接低压配电网的三相，可控整流桥2的交流侧与曲折变压器1的二次侧相接，可控整流桥2的直流侧连接有直流环节电容3，并与逆变桥4的直流侧相连，逆变桥的交流侧的一个端子与曲折变压器的中性点O连接，另一个端子为N接低压配电网的零线。曲折变压器的二次侧可以为角形接线、Y接线、V形接线或单相输出。图中用角形接线做代表。
由于逆变桥接在曲折变压器的中性点和中性线之间，对称的电压分量都加在曲折变压器上，逆变桥仅承受系统的基波零序电压分量及3、9、15……次谐波电压，因此逆变桥输出电压较低，直流侧电容电压也可以设置的比较低。
曲折变压器的二次侧作为可控整流模块的交流电源，可控整流的直流输出为逆变桥提供直流电源，通过调整曲折变压器变比可以调节直流电容的电压，克服直接对系统电压进行整流造成的直流电压过高，开关应力大，损耗大的问题。另一方面，该补偿器采用可控开关代替二极管，能量可以双向流动，解决了当补偿器在吸收有功功率时造成的直流电压升高的问题。
由于整流桥仅为逆变桥补偿电流产生的有功功率流动及逆变桥的损耗提供能量。由于在电网运行过程中对电压不平衡和畸变都有相应的限制，逆变桥的有功功率流动较小。因此，虽然整流器采用可控器件，但由于其容量较小，而其直流侧电容电压也较低，其价格较为便宜。为了节省成本，曲折变压器二次侧可以采用V型接线或单相输出，整流器可采用4开关的可控整流桥。另外，本补偿器中S1-S10可以是GTO、IGBT、IGCT等可关断器件与反向二极管并联。
补偿器的控制方法：
1、逆变桥电流控制
为简化控制系统，采用电流滞环比较器5比较的方法对逆变桥电流进行控制，控制原理图如图2所示。图中
Figure GSA00000110315400041
和ic分别表示补偿器的参考电流和实际输出电流。
参考电流
Figure GSA00000110315400051
的选择根据控制目标进行选择，如果需要补偿全部中线电流，则参考电流
Figure GSA00000110315400052
就取为中线电流in。如果需要对中性线中某些分量进行补偿，则需要对这部分分量进行分离检测将其作为补偿器的参考电流。
2、整流器控制
在补偿器电流控制中采用了电流滞环控制，该控制方法对直流侧的电压没有严格的要求，直流电压的波动对补偿电流没有太大影响。为了降低开关器件的开关频率，对整流器采用工频控制方法，各开关的触发脉冲的形成方法如图3所示。
图中uab、ubc、uca为整流器交流侧的线电压，为了实现能量的双向流动，有必要在输入整流桥中始终保持双向能量路径。另外为了防止直流侧短路，任意时刻必须保证整流桥的上部开关s1、s3、s5中最多仅有一个开关导通，同样在任意时刻下部开关s2、s4、s6中最多仅有一个开关导通。另外，同一桥臂的两个开关不能同时导通。无论是上部开关还是下部开关如果多于一个被同时开通则会使三相交流系统在整流桥内部发生短路，因此在上部或下部开关交替开通的切换过程中必须加入适当的死区时间，图中d就是起到设置死区的作用。
这种控制方法简单，易于实现，开关模拟二极管的导通特性控制，在每个开关一个工频周期内仅开关一次，开关损耗较小。如果需要为直流侧提供一个稳定的直流电压，可以提高整流器的开关频率，采用单位功率因数PWM整流等整流器控制方法。

Claims (2)

1.一种新型零序电流补偿器，其特征在于：包括可控整流桥、直流环节电容、逆变桥以及曲折变压器，曲折变压器的一次侧形成的三个端子分别为A、B、C接低压配电网的三相，可控整流桥的交流侧与曲折变压器的二次侧相接，可控整流桥的直流侧连接有直流环节电容，并与逆变桥的直流侧相连，逆变桥的交流侧的一个端子与曲折变压器的中性点O连接，另一个端子为N接低压配电网的零线。
2.根据权利要求1所述的新型零序电流补偿器，其特征在于：曲折变压器的二次侧为角形接线、Y接线、V形接线或单相输出。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624014A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 胡继炜 有源电力负载平衡控制系统及其方法
CN102774294A (zh) * 2012-07-20 2012-11-14 北京千驷驭电气有限公司 基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置
CN104333024A (zh) * 2014-11-19 2015-02-04 国家电网公司 一种低压配电网的零序电流补偿系统
CN104578119A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 国家电网公司 一种低压电网的平衡补偿装置
CN105162334A (zh) * 2015-09-23 2015-12-16 北京交通大学 用于平衡三相负荷的移动式调整装置及其调整方法
CN105281351A (zh) * 2015-11-20 2016-01-27 国家电网公司 一种低压台区电能质量治理装置
CN106300356A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 天津大学 一种中线谐波电流抑制器及其控制方法
CN106451332A (zh) * 2016-08-25 2017-02-22 华东建筑设计研究院有限公司 一种四极断路器
CN107294416A (zh) * 2017-07-10 2017-10-24 东莞理工学院 基于曲折型变压器联接的大功率逆变器及其控制方法
CN110649618A (zh) * 2018-06-27 2020-01-03 施耐德电气美国股份有限公司 中性限流可调的有源电力滤波器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790356A (en) * 1994-10-13 1998-08-04 Bottrell; Gerald W. Transformer protection system for protecting source transformers from ill effects of zero-sequence currents
CN200950540Y (zh) * 2006-06-12 2007-09-19 北京紫御湾科技有限公司 零序谐波滤波系统
CN201134675Y (zh) * 2007-12-29 2008-10-15 西安瑞驰电力设备有限公司 双向馈能串联型有源滤波器
CN101359833A (zh) * 2008-09-08 2009-02-04 山东新风光电子科技发展有限公司 谐波无功补偿装置及其控制方法
CN101593980A (zh) * 2009-07-01 2009-12-02 江苏省电力公司连云港供电公司 一种新型中性线三次谐波电流抑制器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5790356A (en) * 1994-10-13 1998-08-04 Bottrell; Gerald W. Transformer protection system for protecting source transformers from ill effects of zero-sequence currents
CN200950540Y (zh) * 2006-06-12 2007-09-19 北京紫御湾科技有限公司 零序谐波滤波系统
CN201134675Y (zh) * 2007-12-29 2008-10-15 西安瑞驰电力设备有限公司 双向馈能串联型有源滤波器
CN101359833A (zh) * 2008-09-08 2009-02-04 山东新风光电子科技发展有限公司 谐波无功补偿装置及其控制方法
CN101593980A (zh) * 2009-07-01 2009-12-02 江苏省电力公司连云港供电公司 一种新型中性线三次谐波电流抑制器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《现代电力》 20061231 李国栋 等 曲折接线变压器抑制零序三次谐波电流方法研究 全文 1-2 第23卷, 第6期 2 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624014A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 胡继炜 有源电力负载平衡控制系统及其方法
CN102774294A (zh) * 2012-07-20 2012-11-14 北京千驷驭电气有限公司 基于串联补偿变压器的能馈式牵引供电装置
CN104333024A (zh) * 2014-11-19 2015-02-04 国家电网公司 一种低压配电网的零序电流补偿系统
CN104578119A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 国家电网公司 一种低压电网的平衡补偿装置
CN105162334A (zh) * 2015-09-23 2015-12-16 北京交通大学 用于平衡三相负荷的移动式调整装置及其调整方法
CN105162334B (zh) * 2015-09-23 2018-06-12 北京交通大学 用于平衡三相负荷的移动式调整装置及其调整方法
CN105281351A (zh) * 2015-11-20 2016-01-27 国家电网公司 一种低压台区电能质量治理装置
CN106451332A (zh) * 2016-08-25 2017-02-22 华东建筑设计研究院有限公司 一种四极断路器
CN106300356A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 天津大学 一种中线谐波电流抑制器及其控制方法
CN107294416A (zh) * 2017-07-10 2017-10-24 东莞理工学院 基于曲折型变压器联接的大功率逆变器及其控制方法
CN110649618A (zh) * 2018-06-27 2020-01-03 施耐德电气美国股份有限公司 中性限流可调的有源电力滤波器

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