CN104779620A - 一种配电网电压治理装置 - Google Patents

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Abstract

一种配电网电压治理装置，包括三相电压检测模块（１１）、不可控整流模块（１２）、直流升压模块（１３）和三相输出模块。装置使用时串联接入配电变压器二次侧末端与用户之间，所述装置并联了开关KM。当装置的三相电压检测模块检测到三相电压在220V（+7，-10%）之间、三相电流不平衡度<15%时，满足上述两个条件时，KM处于闭合状态，将装置短接；当三相电压超过国家配网标准电压，三相电流不平衡度>15%时，上述条件有一个不满足，则KM处于断开状态，装置进入工作状态；无论KM处于何种状态，KM2均处于闭合状态，保证了直流升压模块电压稳定在720V，随时等待三相输出指令；当三相逆变侧出现短路状态时，KM2跳开；从而实现了KM状态切换时，三相逆变侧的无缝输出。

Description

一种配电网电压治理装置
技术领域    
　　本发明涉及一种配电网电压治理装置，属电力配电技术领域
背景技术    
随着生产和生活水平的提高，居民、商业、工业各类用电设备的迅速增加，由于10kV部分网架供电半径过长，线路末端电压损耗太大、部分台区重载、导线截面小、线路无功功率补充不足等原因造成10KV高压侧电压偏低，由此造成低压侧电压偏低；同时低压侧配电网中存在有大量异步电动机等冲击性负荷，造成部分台区自然功率因数偏低；当补偿并联电容器容量不足时，导致线路输送大量无功功率，引起电压偏低，当补偿并联电容器容量过补偿时，引起电压偏低。伴随配电网架的发展滞后，台区低压负荷预测不准，三相负载不均衡从而造成三相不平衡。 因此对改变供电电压的研究显得尤其重要。
发明内容    
本发明的目的是，针对配网台区低压侧三相电压偏高或偏低，影响用户用电设备的使用，本发明公开一种配电网电压治理装置，解决低压配网电压不稳定的问题。
实现本发明的技术方案是，本发明一种配电网电压治理装置包括三相电压检测模块、不可控整流模块、直流升压模块和三相输出模块。三相电压检测模块安装在配电网电压治理装置的输入侧，配网三相系统输入端连接不可控整流模块的输入端，不可控整流模块的输出端连接直流升压模块的输入端，直流升压模块的输出端通过开关连接三相输出模块的输入端，三相输出模块的输出端接用户。
三相电压检测模块用于检测输入侧三相电压值，从而计算三相电压不平衡度。
不可控整流模块用于将输入的三相交流整流为直流，不受前端电网电压幅值的影响，为了防止电流的瞬间冲击的影响，在其前端加装电抗器；不可控整流模块是由六只整流二极管组成的三相桥式整流电路。
直流升压模块用于将不可控整流模块送来的直流进行升压，通过DC-DC升压电路，保持直流侧电压720V，并经过开关KM2与逆变输出模块连接。
三相输出模块用于将直流升压模块经过开关KM2送来的直流，逆变输出三相平衡的交流；包括三个单相输出，通过单相逆变不再需要无功补偿设备，可以实现自动调节功率因数，同时三个单相分别设计避免瞬间冲击性单相负荷对其他两相的影响。
本发明一种配电网电压治理装置应用于高/低压配网台区时，该装置首先通过三相电压检测模块检测电压幅值及平衡度是否符合国家标准，如果在规定的范围中，则KM处于闭合状态；如果不符合标准，则KM处于断开状态，即该装置串于低压配网中，通过三相不可控直流模块，将交流转变为直流之后，通过DC/DC直流升压模块将直流侧升压至720V，通过三个单独的逆变桥，逆变出三相电压。
本发明使用时，将配网电压治理装置串联接入配电变压器二次侧末端与用户３８０伏母线之间，配网电压治理装置并联了开关KM。
当所述装置的三相电压检测模块检测到三相电压在国家配网标准电压220V（+7，-10%）之间、三相电流不平衡度<15%时，满足上述两个条件时，KM处于闭合状态，将低压治理装置短接；当三相电压超过国家配网标准电压，三相电流不平衡度>15%时，上述两个条件有一个不满足，则KM处于断开状态，配网低压治理装置进入工作状态；无论KM处于何种状态，KM2均处于闭合状态，保证了直流升压模块电压稳定在720V，随时等待三相输出指令；当三相逆变侧出现短路状态时，KM2跳开；从而实现了KM状态切换时，三相逆变侧的无缝输出。
本发明的有益效果是，本发明通过三相电压检测模块检测电压幅值及平衡度，在电压幅值和三相平衡度超过范围时，采用交――直――交变换模块，获得稳定的三相输出。本发明通过单相逆变不再需要无功补偿设备，可以实现自动调节功率因数，同时三个单相分别设计避免瞬间冲击性单相负荷对其他两相的影响。
本发明适用于高/低压配网台区的电压治理。
附图说明   
图１为本发明配网电压治理装置接线示意图；
图２为本发明结构原理示意图；
图中，１是配网电压治理装置；２是１０kV母线；３是配电变压器；４是３８０V母线；５是用户端；１１是三相电压检测模块；１２是不可控整流模块；１３是直流升压模块；１４是三相输出模块。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图１和图２所示。
图２是本实施例一种配电网电压治理装置的电路结构图。
本实施例一种配电网电压治理装置包括三相电压检测模块１１、不可控整流模块１２、直流升压模块１３和三相输出模块１４。
三相电压检测模块１１安装在三相低压电路的输入端，用于检测输入侧三相电压值，从而计算三相电压不平衡度；
不可控整流模块１２包括由六只整流二极管组成的三相桥式整流电路，为了防止电流的瞬间冲击的影响，在其前端加装电抗器L１、L２和L３。
直流升压模块１３由包括IGBT组成的DC-DC升压电路及开关KM2，DC-DC升压电路将直流电压由提升至７２０伏，KM2处于闭合状态，当逆变输出侧三相短路是KM2跳开。
三相输出模块１４由三个单相逆变电路组成，将直流升压模块送来的直流电压进行逆变；通过单相逆变不再需要无功补偿设备，可以实现自动调节功率因数，同时三个单相分别设计避免瞬间冲击性单相负荷对其他两相的影响。
图１是本实施例配网电压治理装置接线示意图。其中１表示配网电压治理装置；２表示１０kV母线；３表示配电变压器；４表示３８０V母线；５表示用户端。
将配网电压治理装置串联接入配电变压器二次侧与３８０伏母线之间，配网电压治理装置并联了开关KM。
当所述装置的三相电压检测模块检测到三相电压在国家配网标准电压220V（+7，-10%）之间、三相电流不平衡度<15%时，满足上述两个条件时，KM处于闭合状态，将低压治理装置短接；当三相电压超过国家配网标准电压，三相电流不平衡度>15%时，上述两个条件有一个不满足，则KM处于断开状态，配网低压治理装置进入工作状态；无论KM处于何种状态，KM2均处于闭合状态，保证了直流升压模块电压稳定在720V，随时等待三相输出指令；当三相逆变侧出现短路状态时，KM2跳开；从而实现了KM状态切换时，三相逆变侧的无缝输出。

Claims (6)

1.一种配电网电压治理装置，其特征在于，包括，
三相电压检测模块，用于检测输入侧三相电压值，从而计算三相电压不平衡度；
不可控整流模块，用于将输入的三相交流整流为直流；
直流升压模块，用于将不可控整流模块送来的直流进行升压，通过DC-DC升压电路，保持直流侧电压720V；
三相输出模块，用于将直流升压模块经过开关KM2送来的直流，逆变输出三相平衡的交流。
2.根据权利要求１所述的一种配电网电压治理装置，其特征在于，所述三相电压检测模块安装在配电网电压治理装置的输入侧，配网三相系统连接不可控整流模块的输入端，不可控整流模块的输出端连接直流升压模块的输入端，直流升压模块的输出端通过开关KM２连接三相输出模块的输入端，三相输出模块的输出端接用户。
3.根据权利要求１所述的一种配电网电压治理装置，其特征在于，所述装置使用时，串联接入配电变压器二次侧末端与用户３８０伏母线之间，所述装置并联了开关KM；当所述装置的三相电压检测模块检测到三相电压在国家配网标准电压220V（+7，-10%）之间、三相电流不平衡度<15%时，满足上述两个条件时，KM处于闭合状态，将低压治理装置短接；当三相电压超过国家配网标准电压，三相电流不平衡度>15%时，上述两个条件有一个不满足，则KM处于断开状态，配网低压治理装置进入工作状态；无论KM处于何种状态，KM2均处于闭合状态，保证了直流升压模块电压稳定在720V，随时等待三相输出指令；当三相逆变侧出现短路状态时，KM2跳开；从而实现了KM状态切换时，三相逆变侧的无缝输出。
4.根据权利要求１所述的一种配电网电压治理装置，其特征在于，所述三相输出模块由三个单相逆变电路组成，将直流升压模块送来的直流电压进行逆变；通过单相逆变不再需要无功补偿设备，可以实现自动调节功率因数，同时三个单相分别设计避免瞬间冲击性单相负荷对其他两相的影响。
5.根据权利要求１所述的一种配电网电压治理装置，其特征在于，所述不可控整流模块是由六只整流二极管组成的三相桥式整流电路。
6.根据权利要求１所述的一种配电网电压治理装置，其特征在于，所述不可控整流模块为二极管整流，不受前端电网电压幅值的影响，为了防止电流的瞬间冲击的影响，在其前端加装电抗器。
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