CN206850436U - 一种全控型电能质量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全控型电能质量装置，所述电流互感器的输出接口与设备集成监控器的输入接口电性连接，所述第一有源模块与第一断路器开关串联，所述第二有源模块与第二断路器开关串联，所述第一有源模块与第二有源模块并联，且第一有源模块和第二有源模块均与设备集成监控器连接，所述SVC无功补偿装置与设备集成监控器电性连接。本实用新型为电能质量问题的治理提供了完整的解决方案，可有效地提升配电系统的可靠性，改善系统电能质量指标，提高功率因数，消除谐波，抑制谐振，改善三相不平衡，保证用电系统能够长期稳定高效地运行。

Description

一种全控型电能质量装置

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，具体涉及一种全控型电能质量装置。

背景技术

随着电力系统中非线形负荷的大量增加和时变性电子装置的大量应用，由此带来的谐波和无功问题也日益严重，对电力系统安全、稳定、经济运行带来了极大的威胁。一般办公楼宇、智能大厦、医疗机构、通信机房、公共设施、银行金融、生产制造、化工等对配电系统中无功电流的需求、电压波动的影响以及电压谐波电流的危害更加严重，其含量日益加剧甚至可达35%以上。

在此基础上，电力系统中研发出了SVC，SVG等补偿产品，SVC内部的电力电子开关元件多为晶闸管，晶闸管在导通期间处于失控状态，这使SVC每步补偿时间间隔至少约达工频的半个周期。自身会产生较大谐波，需要与滤波设备配合使用，装置占地面积大、效率低，响应速度慢，易产生谐振过电压，损坏电容器，低压时补偿效果下降迅速等缺点。SVG其模块化产品没有温湿度监控，设备在一定湿度环境下，电器元件过早老化，而设备在没有温度控制监测时，温度一旦过高不能有效控制设备停止工作或启动保护装置易造成设备损坏事故。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种全控型电能质量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种全控型电能质量装置，包括电流互感器、设备集成监控器、第一有源模块、第二有源模块、SVC无功补偿装置、第一断路器开关和第二断路器开关，所述电流互感器的输出接口与设备集成监控器的输入接口电性连接，所述第一有源模块与第一断路器开关串联，所述第二有源模块与第二断路器开关串联，所述第一有源模块与第二有源模块并联，且第一有源模块和第二有源模块均与设备集成监控器连接，所述SVC无功补偿装置与设备集成监控器电性连接。

优选的，所述第一有源模块和第二有源模块均包括电感元件、IGBT功率变换器、电容元件和电子电路。

优选的，所述SVC无功补偿装置包括电容器元件、电抗器元件、接触器和快速熔断器。

本实用新型的技术效果和优点：该全控型电能质量装置，与传统技术相比，本实用新型采用我司快速响应的APF产品与传统TSC模块通过专用控制器统一调控的一款电能质量装置，本实用新型为电能质量问题的治理提供了完整的解决方案，可有效地提升配电系统的可靠性，改善系统电能质量指标，提高功率因数，消除谐波，抑制谐振，改善三相不平衡，保证用电系统能够长期稳定高效地运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的温度控制模块图；

图3为本实用新型的连接方式图；

图4为本实用新型的接线图。

图中：1电流互感器、2设备集成监控器、3第一有源模块、31 IGBT功率变换器、4第二有源模块、5 SVC无功补偿装置、6第一断路器开关、7第二断路器开关。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型提供了如图1、图3和图4所示的一种全控型电能质量装置，包括电流互感器1、设备集成监控器2、第一有源模块3、第二有源模块4、SVC无功补偿装置5、第一断路器开关6和第二断路器开关7，所述第一有源模块3和第二有源模块4均包括电感元件、IGBT功率变换器31、电容元件和电子电路，所述SVC无功补偿装置5包括电容器元件、电抗器元件、接触器和快速熔断器，所述电流互感器1的输出接口与设备集成监控器2的输入接口电性连接，所述第一有源模块3与第一断路器开关6串联，所述第二有源模块4与第二断路器开关7串联，所述第一有源模块3与第二有源模块4并联，且第一有源模块3和第二有源模块4均与设备集成监控器2连接，所述SVC无功补偿装置5与设备集成监控器2电性连接。

1、无功补偿原理：全控型电能质量装置通过检测电网电流超前或滞后电压的状态来判断电网处于感性或容性，发出与电网同频率并相反的无功电流与字抵消，即当电网处于感性时，发出容性无功，当电网处于容性时，发出感性无功，从而达到补偿无功的目的。并动态补偿系统无功，在短时间内完成额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换，可以胜任对冲击性负荷的补偿，不会出现过补或欠补等问题，是传统无功补偿设备所不能企及的。

2、谐波滤除原理：全控型电能质量装置采用高频PWM变流技术、高性能DSP控制芯片和全控型电力电子器件，运用先进的控制理论和全数字控制方法，实时检测电网中负载电流，快速分离出谐波电流分量，并根据谐波电流的大小产生控制指令，实时将大小相等、方向相反的补偿电流注入到电网中，实时瞬时滤除谐波。

3、三相不平衡补偿原理：全控型电能质量装置可以改善不同状况的电网不平衡。如果是负载电流引起三相不平衡，可以通过调节三相电流分配来改善；如果是电网侧电压引起的三相不平衡，可能通过发出感性或容性无功来改善，能有效抑制电网三相电流不平衡，阻尼电网谐振。

本实用新型由无源模块TSC和有源模块APF两部分组成，无源模块主要有电容器、电抗器、快速熔断器、晶闸管开关、串接组成，快速熔断器在晶闸管开关、电抗器、电容器上端起到保护整个支路作用，快速熔断器下端串接晶闸管开关，晶闸管开关下端在串接电抗器、最下端串接电容器；并且在回路中加入我们的温度控制模块，可以随时监控模块关键部位的温度，当温度过高时采取迅速断开设备，停止工作，保护模块。

如图2所示，温度控制模块主要由传感器，控制器，加热器(或风扇)三部分组成。传感器检测箱内温湿度信息，由控制器分析处理：当箱内的温度，湿度达到或超过预先设定的值时，控制器给出继电器触点信号，加热器或者风扇接通电源开始工作，对箱内进行除湿或者加热等；一段时间后，箱内温湿度远离设定值，加热器或者风扇，退出工作。除基本功能外不同型号还带有断线报警输出，通讯，强制加热等辅助功能。

传感器采用数字温湿度传感器，以数码管方式显示温度，湿度值，带有风扇，加热器接点，并有加热器断线报警，传感器故障指示等功能。数字温湿度传感器还可带有RS485通讯接口或报警开关量输出，用于实现环境温湿度值守变电所要求。用户可通过按键编程任意设定温湿度的上下限，循环显示方式，通讯参数等。

有源模块为APF有源滤波器主电路IGBT功率变换器，采用基于瞬时无功功率理论的检测技术，自动跟踪电网谐波的变化，具有高度可控性与快速响应性。克服了传统无源滤波器的滤波效果差、容易发生谐振、只能滤除固定次谐波等缺点，对各种快速瞬变的冲击性负荷均能起到良好的滤波和补偿效果。

APF有源滤波器采用军工级控制芯片，计算能力及抗干扰能力极强，可实现一个控制器集中控制多台并联工作，采用自适应电流平均值控制算法并结合LCL拓扑结构，克服了传统的滞环电流控制由于开关频率变化所带来的输出频谱范围宽、滤波较困难、高频谐波会干扰电网等缺点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种全控型电能质量装置，包括电流互感器(1)、设备集成监控器(2)、第一有源模块(3)、第二有源模块(4)、SVC无功补偿装置(5)、第一断路器开关(6)和第二断路器开关(7)，其特征在于：所述电流互感器(1)的输出接口与设备集成监控器(2)的输入接口电性连接，所述第一有源模块(3)与第一断路器开关(6)串联，所述第二有源模块(4)与第二断路器开关(7)串联，所述第一有源模块(3)与第二有源模块(4)并联，且第一有源模块(3)和第二有源模块(4)均与设备集成监控器(2)连接，所述SVC无功补偿装置(5)与设备集成监控器(2)电性连接。