CN207304015U - 一种用于平衡电网三相电流的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于平衡电网三相电流的设备，包括变压器和有源不平衡补偿装置，所述有源不平衡补偿装置电连接在所述变压器的二次侧上。电网中的电流可分为正序、负序及零序三部分，三相平衡的负载电流中只含有正序分量，只要对负载电流中的负序及零序电流进行治理，仅剩下正序电流，就可以达到平衡系统三相电流的目的；有源不平衡补偿装置本身相当于一个可控的电流源，可自动跟踪补偿负载电流中的负序及零序分量，只保留正序电流分量，最终可达到平衡系统三相有功，提高电网供电质量的目的，提高配电变压器的供电效率，可以避免造成配电变压器单相过载发生烧毁等严重事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及供电电网领域，具体涉及一种用于平衡电网三相电流的设备。
背景技术
低压电网三相不平衡电流是一种普遍存在的现象。低压电网通过配电变压器提供居民用电，这些居民单相负载起初被平均分接在A、B、C三相电上，达到一种功率平衡状态。然而在实际运行中，单相用户不可控的增容，瞬间大功率的负载接入以及单相负载用电的不同时性等，都是造成三相电流不平衡的原因，轻则降低配电变压器的供电效率，重则造成配电变压器单相过载发生烧毁等严重事故。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于平衡电网三相电流的设备，提高配电变压器的供电效率，可以避免造成配电变压器单相过载发生烧毁等严重事故。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于平衡电网三相电流的设备，包括变压器和有源不平衡补偿装置，所述有源不平衡补偿装置电连接在所述变压器的二次侧上。
本实用新型的有益效果是：电网中的电流可分为正序、负序及零序三部分，三相平衡的负载电流中只含有正序分量，只要对负载电流中的负序及零序电流进行治理，仅剩下正序电流，就可以达到平衡系统三相电流的目的；有源不平衡补偿装置本身相当于一个可控的电流源，可自动跟踪补偿负载电流中的负序及零序分量，只保留正序电流分量，最终可达到平衡系统三相有功，提高电网供电质量的目的，提高配电变压器的供电效率，可以避免造成配电变压器单相过载发生烧毁等严重事故。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述有源不平衡补偿装置包括三相桥式逆变电路，每相的桥式逆变电路均由两个逆变子电路串联构成，所述逆变子电路由一只IGBT器件和一只二极管反并联构成，两个所述逆变子电路之间形成桥臂，两个所述逆变子电路的两端构成所述有源不平衡补偿装置的直流侧，且所述有源不平衡补偿装置的直流侧的两端连接有直流电容。
进一步，所述有源不平衡补偿装置通过滤波电感电连接在所述变压器的二次侧上。
进一步，所述变压器为三相的单绕组变压器，所述单绕组变压器的每相的一次侧设有一个绕组，每相的一次侧的一个所述绕组在所述单绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负载供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路，所述有源不平衡补偿装置设有两个，分别为第一有源不平衡补偿装置和第二有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第一主回路上，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第二主回路上。
进一步，所述变压器为双绕组变压器，所述双绕组变压器的每相的一次侧设有两个绕组，分别为第一绕组和第二绕组，每相的所述第一绕组和所述第二绕组在所述双绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路，所述有源不平衡补偿装置设有四个，分别为第一有源不平衡补偿装置、第二有源不平衡补偿装置、第三有源不平衡补偿装置和第四有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第一主回路上，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第二主回路上，所述第三有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第一主回路上，所述第四有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第二主回路上。
附图说明
图1为本实用新型一种用于平衡电网三相电流的设备中整体主回路的电路结构示意图；
图2为本实用新型一种用于平衡电网三相电流的设备中单绕组变压器主回路的电路结构示意图；
图3为本实用新型一种用于平衡电网三相电流的设备中双绕组变压器主回路的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种用于平衡电网三相电流的设备，包括变压器和有源不平衡补偿装置，所述有源不平衡补偿装置电连接在所述变压器的二次侧上。变压器的一次侧(高压侧)连接在变电所供电网络上(35/10kv)，变压器的二次侧(低压侧：变压器低压系统0.4kv)连接在系统负载上，所述有源不平衡补偿装置就是连接在变压器二次侧与负载系统之间的供电线路上，所述有源不平衡补偿装置包括三相桥式逆变电路，每相的桥式逆变电路均由两个逆变子电路串联构成，所述逆变子电路由一只IGBT器件和一只二极管反并联构成，两个所述逆变子电路之间形成桥臂，两个所述逆变子电路的两端构成所述有源不平衡补偿装置的直流侧，且所述有源不平衡补偿装置的直流侧的两端连接有直流电容。所述有源不平衡补偿装置通过滤波电感电连接在所述变压器的二次侧上。
具体实施例一，当变压器为单绕组的变压器时：
如图2所示，所述变压器为三相(分别为A相、B向和C相)的单绕组变压器，所述单绕组变压器的每相的一次侧设有一个绕组(分别为绕组A、绕组B和绕组C)，每相的一次侧的一个所述绕组在所述单绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负载供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路(即，绕组A对应的第一主回路为a，第二主回路为x；绕组B对应的一主回路为b，第二主回路为y；绕组C对应的一主回路为c，第二主回路为z)，所述有源不平衡补偿装置设有两个，分别为第一有源不平衡补偿装置和第二有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂(共三相桥臂)分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第一主回路上(即，第一有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第一主回路a、第一主回路b和第一主回路c上)，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第二主回路上(即，第二有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第二主回路x、第二主回路y和第二主回路z上)。
具体实施例二，当变压器为双绕组的变压器时：
如图3所示，所述变压器为三相的(分别为A相、B向和C相)双绕组变压器，所述双绕组变压器的每相的一次侧设有两个绕组(即，A相对应有A1和A2两个绕组，B相对应有B1和B2两个绕组，C相对应有C1和C2两个绕组)，分别为第一绕组和第二绕组(即，A相的第一绕组为A1，第二绕组为A2；B相的第一绕组为B1，第二绕组为B2；C相的第一绕组为C1，第二绕组为C2)，每相的所述第一绕组和所述第二绕组在所述双绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路(即，第一绕组A1对应的第一主回路为a1，第二主回路为x1；第二绕组A2对应的第一主回路为a2，第二主回路为x2；第一绕组B1对应的第一主回路为b1，第二主回路为y1；第二绕组B2对应的第一主回路为b2，第二主回路为y2；第一绕组C1对应的第一主回路为c1，第二主回路为z1；第二绕组C2对应的第一主回路为c2，第二主回路为z2)，所述有源不平衡补偿装置设有四个，分别为第一有源不平衡补偿装置、第二有源不平衡补偿装置、第三有源不平衡补偿装置和第四有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第一主回路上(即，第一有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第一主回路a1、第一主回路b1和第一主回路c1上)，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第二主回路上(即，第二有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第二主回路x1、第二主回路y1和第二主回路z1上)，所述第三有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第一主回路上(即，第三有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第一主回路a2、第一主回路b2和第一主回路c2上)，所述第四有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第二主回路上(即，第四有源不平衡补偿装置中的三相的桥臂分别连接在第二主回路x2、第二主回路y2和第二主回路z2上)。
电网中的电流可分为正序、负序及零序三部分，三相平衡的负载电流中只含有正序分量，只要对负载电流中的负序及零序电流进行治理，仅剩下正序电流，就可以达到平衡系统三相电流的目的；本实用新型中的有源不平衡补偿装置本身相当于一个可控的电流源，可自动跟踪补偿负载电流中的负序及零序分量，只保留正序电流分量，最终可达到平衡系统三相有功，提高电网供电质量的目的，提高配电变压器的供电效率，可以避免造成配电变压器单相过载发生烧毁等严重事故。
本实用新型一种一种用于平衡电网三相电流的设备具有自适应功能，可以实现了动态补偿；同时补偿三相不平衡电流时不需要储能元件，且补偿电流的大小可以做到连续调节；另外补偿性能不受电网频率变化的影响。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (4)
1.一种用于平衡电网三相电流的设备，其特征在于：包括变压器和有源不平衡补偿装置，所述有源不平衡补偿装置电连接在所述变压器的二次侧上；
所述有源不平衡补偿装置包括三相桥式逆变电路，每相的桥式逆变电路均由两个逆变子电路串联构成，所述逆变子电路由一只IGBT器件和一只二极管反并联构成，两个所述逆变子电路之间形成桥臂，两个所述逆变子电路的两端构成所述有源不平衡补偿装置的直流侧，且所述有源不平衡补偿装置的直流侧的两端连接有直流电容。
2.根据权利要求1所述的一种用于平衡电网三相电流的设备，其特征在于：所述有源不平衡补偿装置通过滤波电感电连接在所述变压器的二次侧上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于平衡电网三相电流的设备，其特征在于：所述变压器为三相的单绕组变压器，所述单绕组变压器的每相的一次侧设有一个绕组，每相的一次侧的一个所述绕组在所述单绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负载供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路，所述有源不平衡补偿装置设有两个，分别为第一有源不平衡补偿装置和第二有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第一主回路上，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述单绕组变压器的每相的二次侧的所述第二主回路上。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于平衡电网三相电流的设备，其特征在于：所述变压器为双绕组变压器，所述双绕组变压器的每相的一次侧设有两个绕组，分别为第一绕组和第二绕组，每相的所述第一绕组和所述第二绕组在所述双绕组变压器的每相的二次侧均分别对应有两个用于给系统负供电的主回路，分别为第一主回路和第二主回路，所述有源不平衡补偿装置设有四个，分别为第一有源不平衡补偿装置、第二有源不平衡补偿装置、第三有源不平衡补偿装置和第四有源不平衡补偿装置，所述第一有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第一主回路上，所述第二有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第一绕组对应的所述第二主回路上，所述第三有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第一主回路上，所述第四有源不平衡补偿装置中的每相的桥臂分别对应电连接在所述双绕组变压器的每相的二次侧且与所述第二绕组对应的所述第二主回路上。
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Legal Events
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Denomination of utility model: A device for balancing three-phase current of power grid Effective date of registration: 20220930 Granted publication date: 20180501 Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Municipal sub branch Pledgor: WUHAN WOOSTAR ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022420000339 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230414 Granted publication date: 20180501 Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Municipal sub branch Pledgor: WUHAN WOOSTAR ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022420000339 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A device for balancing three-phase current in the power grid Effective date of registration: 20230504 Granted publication date: 20180501 Pledgee: China Construction Bank Corporation Wuhan Huangpi Branch Pledgor: WUHAN WOOSTAR ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980039732 |