CN203456874U - 一种串联型电压补偿拮抗装置 - Google Patents
一种串联型电压补偿拮抗装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203456874U CN203456874U CN201320486462.XU CN201320486462U CN203456874U CN 203456874 U CN203456874 U CN 203456874U CN 201320486462 U CN201320486462 U CN 201320486462U CN 203456874 U CN203456874 U CN 203456874U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- compensation
- voltage
- antagonism
- electronic switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 title abstract 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 claims description 56
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 4
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- -1 photovoltaic Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种串联型电压补偿拮抗装置，包括DSP单元、电子开关和补偿拮抗单元，本装置串联在系统电源与敏感负荷之间。系统电源电压正常时，装置中的电子开关常闭，其接触电阻接近于零，故装置在线路中不会引起负载侧电压降低。补偿拮抗单元由启动单元、功率矩阵与逆变单元、储能单元组成。DSP单元实时在线监测系统电源，一旦监测到电压暂降或扰动，DSP单元发出指令，电子开关断开，补偿拮抗单元自动投入运行，电压恢复常态，DSP单元指令电子开关闭合，补偿拮抗单元退出运行。本装置结构紧凑占地面积小，无需电池，可靠性好低维修，电能效率高于99％，电压响应快和补偿时间<2毫秒，系统电源瞬间故障不会造成大面积停电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种串联型电压补偿拮抗装置，具体地说涉及一种串联在系统电源与敏感负荷之间，能在系统电源发生电压暂降或扰动事故时给予电压补偿的装置，属于交流干线或交流配电网络的电路装置技术领域。
背景技术
电压暂降，又称电压骤降、电压凹陷或电压跌落，按照电气与电子工程师协会IEEE的定义，是指工频条件下电压均方根值减小到0.1～0.9倍额定电压之间、持续时间为0.5周波（以我国工频50HZ算，1周波是20毫秒）至1分钟的短时间电压变动现象。 电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变是标称电压暂降的最重要的三个特征量。
电压暂降或电压扰动对生产可造成严重影响，电压暂降将使用电的设备停止工作，或引起所生产产品质量下降。而电压暂降或扰动影响的严重性则随用电设备的特性而异。一般而言，工业过程设备对电压暂降或扰动特别敏感，因为设备内任何一个元件由于电源出现问题都会使整个流程停止运转。这些工业设备涉及汽车、半导体、太阳能光伏、塑料、石化、纺织、光纤、饮料乳业、移动通信等领域，常受电压暂降或扰动影响的重要设备有冷却装置控制、直流电机驱动、可编程逻辑控制器（PLC）、机械装置、可调速驱动装置等。
现有的几种电压暂降方案：
1.新建专用变电站：投资巨大，而且只能一定程度上改善电压跌落，不能从根本上避免。
2.不间断电源UPS：是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。能适应短时停电，用于小于80～100kW的小容量用户；大容量时，投资大，占地大，损耗大，运行维护费用大，因此极少应用。
3.静态转换开关SSTS：静态转换开关需具备快速断开的能力;需特殊设计或爆炸式开关；无法速断短路电流（取决于机械开关固有时间）>50ms；需与机械开关配合，结构及控制较为复杂；机械开关寿命短，不适合电源切换频繁的用户。
4.近些年出现了有采用串联型、并联型电压暂降补偿装置解决电压暂降、扰动等问题，但是在串联型电压暂降补偿装置接入电路后，电流在补偿装置上产生压降，造成线路损耗，负载电压降低，且补偿装置大部分处在待机状态，使用效率很低。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有交流干线或交流配电网络系统的电路电压暂降的不足，而提供一种无阻抗、低压降、无电池、补偿电压时无移动机械零件、低维修需求的串联型电压补偿拮抗装置。
为了达到上述的目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种串联型电压补偿拮抗装置，串联在系统电源与敏感负荷之间；所述的补偿拮抗装置包括DSP单元、电子开关和补偿拮抗单元，所述的DSP单元、电子开关和补偿拮抗单元三者并联连接，DSP单元还分别与电子开关和补偿拮抗单元连接；所述的补偿拮抗单元由启动单元、功率矩阵与逆变单元、储能单元串接而成。
所述的补偿拮抗单元的电路中，启动单元一端接系统电源，另一端接功率矩阵和逆变单元，所述的功率矩阵和逆变单元由大功率IGBT及驱动控制器组成，所述的储能单元由电容矩阵组成。
本实用新型的电压补偿拮抗装置串联在系统电源与敏感负荷之间。所述的电子开关在系统电源电压正常时保持常闭，其阻抗接近于零；所述的DSP单元实时在线监测系统电源电压，当系统电源出现电压暂降或扰动时，由DSP单元分别发出指令，电子开关断开，补偿拮抗单元自动投入运行；当系统电源电压恢复正常时，电子开关闭合，补偿拮抗单元自动退出运行。
本实用新型串联型电压补偿拮抗装置，所述的补偿拮抗单元的电路中，启动单元用于接入系统电源，起到给功率矩阵与逆变单元中功率矩阵充电的作用，建立直流电压，启动单元的动作由DSP单元控制；所述的功率矩阵和逆变单元由大功率IGBT及驱动控制器组成，每一个功率单元均可独立运行，用于把接入的交流电能变成直流电能进行存储，再通过逆变单元将直流电能转换成以PWM波（占空比可变的脉冲波形）形式输出的交流电能，根据系统要求保持装置输出口电压稳定；所述的补偿拮抗单元中储能单元采用了电容矩阵，从电网中吸取能量来产生必需的补偿电压。在电路系统正常时，从电路系统中输入电能存储起来，当系统电压波动并达到设定保护定值时，由功率矩阵和逆变单元中的逆变模块将存储单元的直流电能转换成工频电能输出，以达到电压补偿拮抗的目的。同时，由于装置中没有使用电池延迟电力保护时间，因此使用本装置无需考虑电池维修和污染问题，是一种绿色环保的电压补偿拮抗装置。
本实用新型串联型电压补偿拮抗装置，所说的DSP单元为通常所指的数字信号处理器控制单元，DSP单元对电压暂降或扰动的检测采用dqo变换方法，该方法是把abc坐标系变换到同步旋转的dqo坐标系下，其变换矩阵是时变三角矩阵，能用于任意非正弦、非对称的三相电路。本实用新型串联型电压补偿拮抗装置的电压暂降或扰动补偿控制是采用非线性的模糊控制，即采用跌落前电压补偿策略，将负荷侧电压恢复到跌落前水平，随着储能单元电压降低，调制比上升到预定值时，补偿拮抗单元采用渐进式相位旋转方式过渡到最小能量补偿的方式，而当补偿的参考电压大于补偿拮抗单元的额定电压时，则过渡到同相位补偿方式。
本串联型电压补偿拮抗装置有标准型装置和增强型装置两种，性能如下：
⑴、单相降至额定电压 0%的电压暂降，装置提供保护5秒钟
两相降至额定电压30%的电压暂降，装置提供保护5秒钟
三相降至额定电压50%的电压暂降，装置提供保护5秒钟
三相降至额定电压 0%的电压暂降: 标准型装置保护持续50毫秒；增强型装置保护持续200毫秒
⑵、100%额定电压的正弦波输出
⑶、电压暂降或扰动响应和补偿时间<2毫秒
⑷、电能效率高于99％、节能降耗
⑸、过载能力：150% 30秒，400% 5秒，600% 0.5秒
⑹、保护覆盖范围完全满足并超过SEMI F47、IEC61000-4-34等标准
本串联型电压补偿拮抗装置与现有技术相比具有如下优点：
1. 使用本装置串联在电路中，由于系统电源电压正常时，电子开关保持常闭，其接触电阻接近于零，而DSP单元和补偿拮抗单元与电子开关三者并联连接，因此不会增加线路阻抗，不会引起负载侧电压明显降低。
2. 本装置的补偿拮抗单元中储能单元采用了电容矩阵，从电网中吸取能量来产生必需的补偿电压，因此装置中没有使用电池延迟电力保护时间，使用本装置无需考虑电池维修和污染问题，是一种绿色环保的电压补偿拮抗装置。
3. 本装置采用了DSP单元负责对系统电源电压暂降检测，采用dqo变换方法检测，一旦发生电压暂降或扰动，电压补偿响应快和补偿时间<2毫秒，系统电源瞬间故障不会造成大面积停电。
4. 本串联补偿拮抗装置结构紧凑、占地面积小，电压补偿时没有移动机械零件，因此装置的维护需求非常低。本装置运行安全可靠，电能效率高于99％、节能降耗。
附图说明
图1为本实用新型一种串联型电压补偿拮抗装置结构方框图。
图2为本实用新型一种串联型电压补偿拮抗装置结构电连接示意图。
图3为本实用新型应用的一个实施例电连接示意图。
上述图中：1—DSP单元；2—电子开关；3—补偿拮抗单元；4—启动单元；5—功率矩阵与逆变单元；6—储能单元；7—系统电源；8—敏感负荷；10—10KV母线；11—10KV降压变压器；12—400V母线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。
实施例1：本实用新型提供的一种串联型电压补偿拮抗装置，其结构如图 1、2所示，从图1中明显可见，电压补偿拮抗装置串联在系统电源7与敏感负荷8之间。串联补偿拮抗装置包括：DSP单元1、电子开关2、补偿拮抗单元3。参见图2， DSP单元1、电子开关2和补偿拮抗单元3三者并联连接后，串联在系统电源7与敏感负荷8之间。DSP单元1还分别与电子开关2和补偿拮抗单元连接3；所述的补偿拮抗单元3由启动单元4、功率矩阵与逆变单元5、储能单元6串接而成。
所述的补偿拮抗单元3的电路中，启动单元4一端接系统电源7，另一端接功率矩阵和逆变单元5，所述的功率矩阵和逆变单元5由大功率IGBT及驱动控制器组成，所述的储能单元6由电容矩阵组成。
本串联型电压补偿拮抗装置工作过程是：将电压补偿拮抗装置串联在系统电源7与敏感负荷8之间。系统中电压正常时电子开关2闭合，由DSP单元1实时在线监测系统的电压，一旦DSP单元1监测到系统电源7电压暂降或扰动，即由DSP单元1发出指令给电子开关2，电子开关2断开，DSP单元1同时发出指令补偿拮抗单元3投入运行；当系统电源7电压暂降或扰动过后电压恢复到正常状态，即由DSP单元1发出指令给电子开关2，电子开关2闭合，同时发出指令给补偿拮抗单元3，补偿拮抗单元3退出运行。
实施例2：本实用新型的串联型电压补偿拮抗装置在某炼钢厂应用，其电路连接见图3。
某大型钢铁集团二炼钢厂，曾经由于鼠患引起中板10kv变电所短路，全10kv母线10系统电压下降，10kv中板线0.5秒将开关跳开，但电压暂降已造成400v母线12低电压保护全部脱扣，造成工艺辅助系统停运，主系统停运，照明系统停运，损失巨大。
针对以上问题，在10kv母线10系统中，在10KV降压变压器11的二次侧与400v母线12之间安装了本实用新型的串联型电压补偿拮抗装置。系统正常运行时，电子开关2处于常闭状态，DSP单元1不间断监测10kv变压器二次侧11电压与400V母线12电压，一旦400V母线12内因系统电源或负荷线路扰动或故障，使400V母线12或敏感负荷8电压产生暂降，DSP单元1立即发出指令使电子开关2断开，同时令补偿拮抗单元3投入运行以对抗电压下降，电压暂降响应和补偿时间<2毫秒，完全满足系统响应的需要，同时可提供最大200ms的拮抗保护时间，这样系统内高低压瞬间故障都不会造成系统大面积停电，从而使得系统能稳定运行，经济效益可观。
Claims (2)
1.一种串联型电压补偿拮抗装置，串联在系统电源与敏感负荷之间；其特征在于：所述的补偿拮抗装置包括DSP单元、电子开关和补偿拮抗单元，所述的DSP单元、电子开关和补偿拮抗单元三者并联连接，DSP单元还分别与电子开关和补偿拮抗单元连接；所述的补偿拮抗单元由启动单元、功率矩阵与逆变单元、储能单元串接而成。
2.根据1所述的一种串联型电压补偿拮抗装置，其特征在于：所述的补偿拮抗单元的电路中，启动单元一端接系统电源，另一端接功率矩阵和逆变单元，所述的功率矩阵和逆变单元由大功率IGBT及驱动控制器组成，所述的储能单元由电容矩阵组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320486462.XU CN203456874U (zh) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | 一种串联型电压补偿拮抗装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320486462.XU CN203456874U (zh) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | 一种串联型电压补偿拮抗装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203456874U true CN203456874U (zh) | 2014-02-26 |
Family
ID=50136727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320486462.XU Expired - Fee Related CN203456874U (zh) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | 一种串联型电压补偿拮抗装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203456874U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108604857A (zh) * | 2015-12-15 | 2018-09-28 | 法国电力公司 | 用于给电气设备尤其是电动车辆再充电的改进再充电装置 |
| CN109831107A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-31 | 华为技术有限公司 | 一种功率变换装置以及控制功率变换装置输出阻抗的方法 |
-
2013
- 2013-08-09 CN CN201320486462.XU patent/CN203456874U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108604857A (zh) * | 2015-12-15 | 2018-09-28 | 法国电力公司 | 用于给电气设备尤其是电动车辆再充电的改进再充电装置 |
| CN109831107A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-31 | 华为技术有限公司 | 一种功率变换装置以及控制功率变换装置输出阻抗的方法 |
| US11888321B2 (en) | 2019-02-28 | 2024-01-30 | Huawei Digital Power Technologies Co.., Ltd. | Power conversion apparatus and method for controlling output impedance of power conversion apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103595071B (zh) | 一种微网能源系统 | |
| CN104009452B (zh) | 一种用于直流配电系统短路故障的保护方案 | |
| CN104134997B (zh) | 利用谐振型电子开关的统一电能质量控制器及其方法 | |
| CN101931238A (zh) | 基于主从策略的微网系统协调控制方法 | |
| CN104135009B (zh) | 一种并联型统一电能质量控制器及其运行控制方法 | |
| CN105186518A (zh) | 一种配电网电能质量综合优化系统 | |
| CN114400670A (zh) | 一种电压暂降治理装置及实现方法 | |
| CN107846042A (zh) | 一种提高火电机组辅机变频器高低压穿越能力的方法 | |
| CN203027153U (zh) | 一种通用的智能电网电力电子装置 | |
| CN114629174A (zh) | 微电网运行控制方法、控制装置及微电网 | |
| CN116054292A (zh) | 一种用于交直流混合微电网的多端口电路变换系统 | |
| CN206790103U (zh) | 一种电压暂降／暂升治理装置 | |
| CN110912109A (zh) | 低压直流供配电设备及方法 | |
| CN108347067A (zh) | 一种含有电池储能和发电机的微网架构和控制方法 | |
| CN105391033B (zh) | 针对大规模风力发电的分层分域防孤岛保护方法 | |
| CN100382404C (zh) | 配电网综合动态补偿装置 | |
| CN203456874U (zh) | 一种串联型电压补偿拮抗装置 | |
| CN105703341B (zh) | 针对大规模风电具有防偷跳功能的分层分域孤岛保护方法 | |
| Balasreedharan et al. | An adaptive fault identification scheme for DC microgrid using event based classification | |
| CN202737474U (zh) | 三相智能无功补偿检测装置 | |
| CN112234624A (zh) | 一种有源电压质量控制器主旁路快速切换的方法 | |
| CN207518285U (zh) | 一种变电站光伏并网装置 | |
| CN112366830B (zh) | 一种基于放射式接线的智能化高可靠性低压供配电系统及其方法 | |
| CN211720266U (zh) | 一种三相不平衡供电调节变送柜装置 | |
| CN219717935U (zh) | 一种适用于低压变频器直流母线端的电压暂降保护装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140226 Termination date: 20140809 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |