CN205986164U - 一种智能平衡补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能平衡补偿装置，包括输入端分别与三相电源侧和负载侧的电压电流互感器相连的微处理器以及设置于微处理器输出端且与母线连接的、具备不平衡控制、谐波治理、无功补偿功能的可调电流源，还包括：分别与可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个无源滤波模块包括串联在一起的一个无功补偿单元以及一个电抗器，无功补偿单元的输出端与电抗器的第一端相连，电抗器的第二端通过一个投切开关与母线相连；分别与各个投切开关以及可调电流源相连的、用于分别控制各个投切开关开闭以及控制可调电流源工作的控制器。本实用新型采用无源滤波和可调电流源相结合的方式，滤波效果好，且使可调电流源的损耗小，设备成本低。

Description

一种智能平衡补偿装置

技术领域

本实用新型涉及电网平衡控制技术领域，特别是涉及一种智能平衡补偿装置。

背景技术

在中低压配电网中，由于三相线路的非线性负荷具有很大的随机性，且不可能是完全平衡的，故导致电网中三相上的配电电流会产生偏差，而三相电流的不平衡会增加系统损耗，降低系统的运行效率。

故需要在三相电源与负载之间增加平衡补偿装置，平衡补偿装置内包含无功补偿模块以及可调电流源，可调电流源能够根据采集到的各相上的电压电流值来生成差额电流并将其并入三相电流内，来保证各项电压电流的平衡。

但是，随着电力电子技术的发展，尤其电脑、电磁炉、空调等设备的大规模应用，这些设备在工作过程中会产生高次谐波，危及电力系统安全运行，现有方式下需要选用大容量的可调电流源来满足滤波需要，成本高，且对可调电流源的损耗大。

因此，如何提供一种滤波效果好、成本低且损耗小的智能平衡补偿装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能平衡补偿装置，滤波效果好，使可调电流源的损耗小，成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能平衡补偿装置，包括输入端分别与三相电源侧和负载侧的电压电流互感器相连的微处理器以及设置于所述微处理器输出端且与母线连接的、具备不平衡控制、谐波治理、无功补偿功能的可调电流源，所述智能平衡补偿装置还包括：

分别与所述可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个所述无源滤波模块包括串联在一起的一个无功补偿单元以及一个电抗器，所述无功补偿单元的输出端与所述电抗器的第一端相连，所述电抗器的第二端通过一个投切开关与所述母线相连；

分别与各个所述投切开关以及所述可调电流源相连的、用于分别控制各个所述投切开关开闭以及控制所述可调电流源工作的控制器。

优选地，还包括：

分别与所述可调电流源并联运行的一个或多个无功补偿模块，其中，所述无功补偿模块通过一个所述投切开关与所述母线连接。

优选地，所述无功补偿单元为采用三角形接法连接的补偿电容器组。

优选地，所述智能平衡补偿装置包括三个所述无源滤波模块，且三个所述无源滤波模块分别为能够滤除3次谐波的3次无源滤波模块、能够滤除5次谐波的5次无源滤波模块以及能够滤除7次谐波的7次无源滤波模块。

优选地，所述无功补偿模块为采用三角形接法或星形接法或三角形接法与星形接法混合接法连接的补偿电容器组。

优选地，所述智能平衡补偿装置包括两个所述无功补偿模块，其中，一个所述无功补偿模块为采用三角形接法连接的补偿电容器组，另一个所述无功补偿模块为采用星形接法连接的补偿电容器组。

优选地，所述投切开关为晶闸管、接触器、负荷开关中的任意一种。

优选地，还包括：

分别串联在各个所述投切开关与所述母线之间的多个过流断路器。

本实用新型提供了一种智能平衡补偿装置，包括与可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个无源滤波模块包括相互串联的一个无功补偿单元以及一个电抗器。本实用新型能够通过无源滤波模块在无源的状态下首先对电流进行滤波，滤除大部分谐波后，再由可调电流源进行有源滤波，滤除剩余的杂波，即本实用新型采用无源滤波和可调电流源相结合的方式，将无功平衡补偿及滤波同时治理，滤波效果明显好于仅由可调电流源进行滤波的装置；且该方式下滤波操作主要有无源滤波模块进行，可调电流源只需滤除小部分杂波甚至不需要滤波，故使可调电流源的损耗小，且可选用小容量的可调电流源，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种智能平衡补偿装置中各模块在母线侧的电路结构示意图。

其中，图1中：

FK—投切开关、QF—过流断路器。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种智能平衡补偿装置，滤波效果好，使可调电流源的损耗小，成本低。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种智能平衡补偿装置，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种智能平衡补偿装置中各模块在母线侧的电路结构示意图。该装置包括输入端分别与三相电源侧和负载侧的电压电流互感器相连的微处理器以及设置于微处理器输出端且与母线连接的、具备不平衡控制、谐波治理、无功补偿功能的可调电流源，智能平衡补偿装置还包括：

分别与可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个无源滤波模块包括串联在一起的一个无功补偿单元以及一个电抗器，无功补偿单元的输出端与电抗器的第一端相连，电抗器的第二端通过一个投切开关与母线相连；

分别与各个投切开关以及可调电流源相连的、用于分别控制各个投切开关开闭以及控制可调电流源工作的控制器。

可以理解的是，本实用新型中的无源滤波模块既包含无功补偿单元也包含电抗器，故即可以对电力系统进行初步的无功补偿，还能够初步滤除电力系统内的谐波。之后再由可调电流源进行进一步的无功补偿及滤波操作，从而提高了智能平衡补偿装置的滤波效果。

其中，无功补偿单元为采用三角形接法连接的补偿电容器组。

作为优选地，智能平衡补偿装置包括三个无源滤波模块，且三个无源滤波模块分别为能够滤除3次谐波的3次无源滤波模块、能够滤除5次谐波的5次无源滤波模块以及能够滤除7次谐波的7次无源滤波模块。

可以理解的是，无源滤波模块能够滤除的谐波次数受电抗器的参数以及其对应的无功补偿单元的参数决定，一个无源滤波模块中的无功补偿单元和电抗器的阻抗值应相互抵消。

另外，以上仅为优选方案，本实用新型不限定无源滤波模块的个数，也不限定分别用于滤除各次谐波的无源滤波模块的个数。

作为优选地，该装置还包括：

分别与可调电流源并联运行的一个或多个无功补偿模块，其中，无功补偿模块通过一个投切开关与母线连接。

这里的无功补偿模块个数可根据实际需要而定，本实用新型对此不作限定。

其中，这里的无功补偿模块为采用三角形接法或星形接法或三角形接法与星形接法混合接法连接的补偿电容器组。

即每个无功补偿模块均可采用上述任一种接法连接，本实用新型并不限定。

作为优选地，智能平衡补偿装置包括两个无功补偿模块，其中，一个无功补偿模块为采用三角形接法连接的补偿电容器组，另一个无功补偿模块为采用星形接法连接的补偿电容器组。

可以理解的是，采用三角形接法连接的无功补偿模块在进行无功补偿时，补偿至三相上的无功功率是相等的(即补偿至各相上的补偿电流大小相同)，但是有些情况下，需要补偿至各相上的补偿电流的大小并不相等，这种情况下仅采用三角形接法连接的无功补偿模块不能保证补偿后的电网无功三相平衡，而采用星形接法连接的无功补偿模块可以调整输出至各相上的补偿电流，使其分别满足相应的大小，故采用星形接法连接的无功补偿模块与三角形接法连接的无功补偿模块相结合的结构，能够更好地保证电网无功的平衡。当然，本实用新型不限设置的三角形接法连接的无功补偿模块的个数以及设置的星形接法连接的无功补偿模块的个数。

其中，这里的投切开关为晶闸管、接触器、负荷开关中的任意一种。

作为优选地，该装置还包括：

分别串联在各个投切开关与母线之间的多个过流断路器。

可以理解的是，通过在各个投切开关与母线之间设置过流断路器，可以保证当任意一个无功补偿模块或无源滤波模块或可调电流源出现故障，其支路上电流过大时，该支路上的过流断路器断路，进而避免过大电流损坏该支路上相应的模块。

本实用新型提供了一种智能平衡补偿装置，包括与可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个无源滤波模块包括相互串联的一个无功补偿单元以及一个电抗器。本实用新型能够通过无源滤波模块在无源的状态下首先对电流进行滤波，滤除大部分谐波后，再由可调电流源进行有源滤波，滤除剩余的杂波，即本实用新型采用无源滤波和可调电流源相结合的方式，将无功平衡补偿及滤波同时治理，滤波效果明显好于仅由可调电流源进行滤波的装置；且该方式下滤波操作主要有无源滤波模块进行，可调电流源只需滤除小部分杂波甚至不需要滤波，故使可调电流源的损耗小，且可选用小容量的可调电流源，成本低。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种智能平衡补偿装置，包括输入端分别与三相电源侧和负载侧的电压电流互感器相连的微处理器以及设置于所述微处理器输出端且与母线连接的、具备不平衡控制、谐波治理、无功补偿功能的可调电流源，其特征在于，所述智能平衡补偿装置还包括：

分别与所述可调电流源并联运行的一个或多个无源滤波模块，每个所述无源滤波模块包括串联在一起的一个无功补偿单元以及一个电抗器，所述无功补偿单元的输出端与所述电抗器的第一端相连，所述电抗器的第二端通过一个投切开关与所述母线相连；

分别与各个所述投切开关以及所述可调电流源相连的、用于分别控制各个所述投切开关开闭以及控制所述可调电流源工作的控制器。

2.根据权利要求1所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，还包括：

分别与所述可调电流源并联运行的一个或多个无功补偿模块，其中，所述无功补偿模块通过一个所述投切开关与所述母线连接。

3.根据权利要求1所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，所述无功补偿单元为采用三角形接法连接的补偿电容器组。

4.根据权利要求3所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，所述智能平衡补偿装置包括三个所述无源滤波模块，且三个所述无源滤波模块分别为能够滤除3次谐波的3次无源滤波模块、能够滤除5次谐波的5次无源滤波模块以及能够滤除7次谐波的7次无源滤波模块。

5.根据权利要求2所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，所述无功补偿模块为采用三角形接法或星形接法或三角形接法与星形接法混合接法连接的补偿电容器组。

6.根据权利要求5所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，所述智能平衡补偿装置包括两个所述无功补偿模块，其中，一个所述无功补偿模块为采用三角形接法连接的补偿电容器组，另一个所述无功补偿模块为采用星形接法连接的补偿电容器组。

7.根据权利要求1-6任一项所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，所述投切开关为晶闸管、接触器、负荷开关中的任意一种。

8.根据权利要求1-6任一项所述的智能平衡补偿装置，其特征在于，还包括：

分别串联在各个所述投切开关与所述母线之间的多个过流断路器。