CN208369218U - 一种敏感负载电压扰动治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电能质量治理的技术领域，更具体地，涉及一种敏感负载电压扰动治理系统，包括常态开关单元、逆变单元以及在发生电压扰动时为敏感负载供电的电源单元，所述常态开关单元串联于敏感负载和电压端之间，所述电源单元与逆变单元串联连接，所述逆变单元连接于敏感负载和电源单元之间；所述常态开关单元的两端连接有处于常闭状态的第一断路器和第二断路器。本实用新型当电网发生电压扰动时，常态开关单元断开，敏感负载由电源单元通过逆变单元供电；当电网恢复正常时，转为常态开关单元供电；且本实用新型能够实现敏感负载对电压扰动问题的快速响应，克服传统的敏感负载由于电压扰动问题引起的供电中断。

Description

一种敏感负载电压扰动治理系统

技术领域

本实用新型涉及电能质量治理的技术领域，更具体地，涉及一种敏感负载电压扰动治理系统。

背景技术

在城市电网中，具有非线性、冲击性和不对称性的大型工业负荷不断增加，特别是冶金、化工、半导体加工等领域，大容量电力整流设备广泛使用，使电网电能质量问题日益突出，已严重危害系统和其他用户设备安全经济运行。同时，随着计算机、信息设备、精密仪器、高端制造业等对电源质量敏感设备的应用，电能质量问题受到用户的广泛关注。电压扰动是电能质量的首要问题，对于用电用户的影响最为严重与广泛，如对敏感用户而言，几十毫秒的电压扰动就可能导致设备损坏、生产线停产，造成巨大经济损失。

电力系统网络的庞大与密集，存在着复杂与传播范围广的故障点，这些故障点一旦发生，将严重影响用电用户的电能质量，特别由此引起的电压扰动问题，导致连续作业中断，印发安全性问题和经济性问题。在传统电压扰动问题上，很多用户并未有效治理，一旦出现问题只能自行负责，并向供电部门投诉反馈，但电网电压扰动问题并不属于供电部门的责任范围，有些用户则会采用在敏感负荷的前端或电源总线安装UPS，快速电压调节器AVC，快切开关等缓解设备暂时治理电压扰动问题，存在响应时间慢，容易产生谐波污染，造成次级危害，无法全部补偿电压扰动，开关电源类、电池线圈类、电力电子类负载无法通用，初始投资及后期维护成本高、可靠性差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种敏感负载电压扰动治理系统，采用电池储能实现敏感负载对电压扰动问题的快速响应，避免因电压扰动引起的供电中断。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种敏感负载电压扰动治理系统，包括常态开关单元、逆变单元以及在发生电压扰动时为敏感负载供电的电源单元，所述常态开关单元串联于敏感负载和电压端之间，所述电源单元与逆变单元串联连接，所述逆变单元连接于敏感负载和电源单元之间；所述常态开关单元的两端连接有处于常闭状态的第一断路器和第二断路器，所述第一断路器串联连接于常态开关单元和电压端之间，所述第二断路器串联连接于敏感负载和常态开关单元之间。

本实用新型的第一断路器、第二断路器处于常闭状态，当电压正常时，敏感负载由常态开关单元通过电网正常供电；当电网发生电压扰动时，常态开关单元断开，敏感负载由电源单元通过逆变单元供电；当电网恢复正常时，转为常态开关单元供电。本实用新型能够实现敏感负载对电压扰动问题的快速响应，克服传统的敏感负载由于电压扰动问题引起的供电中断，且通过逆变单元的设置能够有效隔离敏感负载与电池系统之间的影响。

进一步地，所述常态开关单元包括与控制系统连接的第一晶闸管和第二晶闸管，所述第一晶闸管、第二晶闸管反向并联连接。第一晶闸管和第二晶闸管的单向导通性，与交流电的变向性匹配，不论何时控制信号到达常态开关单元都能导通。控制系统实时在线监测电网电压波形，当电网电压波形没有发生超过系统设定波动时，电网通过常态开关单元向敏感负载供电。

进一步地，所述第一断路器、常态开关单元、第二断路器所在支路的两端并联连接有扰动治理系统故障时运行的检修旁路单元。当扰动治理系统故障时，检修旁路单元迅速投入运行，保障敏感负载可靠供电。

进一步地，所述检修旁路单元为处于常开状态的第三断路器。当扰动治理系统故障时，在扰动治理系统故障或者检修时手动合上，保障敏感负载可靠供电。

进一步地，所述常态开关单元的两端并联连接有常态开关单元故障时运行的二级保护单元。当常态开关单元故障时，二级保护单元运行，保障敏感负载的可靠供电。

进一步地，所述二级保护单元为电流通过能够自动闭合的接触器。当常态开关单元故障时，电流流向接触器的电磁线圈产生磁场，使触头闭合，保障敏感负载的可靠供电。

进一步地，所述逆变单元通过导线连接于常态开关单元和第二断路器之间，所述导线上设有处于常闭状态的第四断路器。

进一步地，所述第四断路器和逆变单元之间连接有保险丝，所述第四断路器与敏感负载之间连接有与控制系统连接的第三晶闸管和第四晶闸管，所述第三晶闸管和第四晶闸管反向并联连接。当电网电压波形暂降超过系统设定的范围时，常态开关单元关断，逆变单元和第三晶闸管、第四晶闸管导通，由电源单元经逆变单元向敏感负载供电。

进一步地，所述逆变单元由若干电连接的开关管，所述开关管上连接有二极管。逆变单元除了能够提供逆变功能，同时实现电源单元与敏感负载间的隔离功能，避免电源单元与敏感负载之间的交互影响，提高系统的可靠性。

进一步地，所述电源单元选自电解电源、超级电容、铅炭电池中的一种或多种的组合。系统可以采用电解电容、超级电容、铅炭电容等作为电压扰动状态下的功率支撑来源，容量可以根据负荷需求灵活配置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的敏感负载电压扰动治理系统，当电压正常时，敏感负载由常态开关单元通过电网正常供电；当电网发生电压扰动时，常态开关单元断开，敏感负载由电源单元通过逆变单元供电；当电网恢复正常时，转为常态开关单元供电；且本实用新型能够实现敏感负载对电压扰动问题的快速响应，克服传统的敏感负载由于电压扰动问题引起的供电中断。

（2）本实用新型的二级保护单元为系统常态开关单元提供二级保障，逆变器除了提供逆变功能，同时实现电源单元与敏感负载间的隔离功能，避免电源单元与敏感负载之间的交互影响，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的敏感负载电压扰动治理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1所示为本实用新型的敏感负载4电压扰动治理系统的第一实施例，包括常态开关单元1、逆变单元2以及在发生电压扰动时为敏感负载4供电的电源单元3，常态开关单元1串联于敏感负载4和电压端5之间，电源单元3与逆变单元2串联连接，逆变单元2连接于敏感负载4和电源单元3之间；常态开关单元1的两端连接有处于常闭状态的第一断路器6和第二断路器7，第一断路器6串联连接于常态开关单元1和电压端5之间，第二断路器7串联连接于敏感负载4和常态开关单元1之间。本实施例当电网发生电压扰动时，常态开关单元1断开，敏感负载4由电源单元3通过逆变单元2供电；当电网恢复正常时，转为常态开关单元1供电，实现敏感负载4对电压扰动问题的快速响应，克服传统的敏感负载4由于电压扰动问题引起的供电中断。本实施例中的常态开关单元1包括两组反向并联连接的第一晶闸管11和第二晶闸管12，第一晶闸管11和第二晶闸管12的导通与关闭由控制器控制，第一晶闸管11和第二晶闸管12的单向导通性，与交流电的变向性匹配，不论何时控制信号到达常态开关单元1都能导通，控制系统实时在线监测电网电压波形，当电网电压波形没有发生超过系统设定波动时，电网通过常态开关单元向敏感负载供电。

如图1所示，第一断路器6、常态开关单元1、第二断路器7所在支路的两端并联连接有扰动治理系统故障时运行的检修旁路单元8。其中，检修旁路单元8为处于常开状态的第三断路器。当扰动治理系统故障时，在扰动治理系统故障或者检修时手动合上，保障敏感负载4可靠供电。

常态开关单元1的两端并联连接有常态开关单元1故障时运行的二级保护单元9。其中，二级保护单元9为电流通过能够自动闭合的接触器。当常态开关单元1故障时，电流流向接触器的电磁线圈产生磁场，使触头闭合，保障敏感负载4的可靠供电。

如图1所示，逆变单元2通过导线连接于常态开关单元1和第二断路器7之间，导线上设有处于常闭状态的第四断路器21。当电网发生电压扰动问题时，第四断路器21闭合，敏感负载4由电源单元3通过逆变单元2供电，保障敏感负载4可靠供电。其中，第四断路器21和逆变单元2之间连接有保险丝22，防止线路过压；第四断路器21与敏感负载之间连接有与控制系统连接的第三晶闸管23和第四晶闸管24，所述第三晶闸管23和第四晶闸管24反向并联连接，当电网电压波形暂降超过系统设定的范围时，常态开关单元关断，逆变单元和第三晶闸管23、第四晶闸管24导通，由电源单元3经逆变单元2向敏感负载4供电；逆变单元2由若干电连接的开关管，开关管上连接有二极管，除了能够提供逆变功能，同时实现电源单元3与敏感负载4间的隔离功能，避免电源单元3与敏感负载4之间的交互影响，提高系统的可靠性。

本实施例中，电源单元3选自电解电源、超级电容、铅炭电池中的一种或多种的组合，系统采用电解电容、超级电容、铅炭电容等作为电压扰动状态下的功率支撑来源，容量可以根据负荷需求灵活配置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，包括常态开关单元（1）、逆变单元（2）以及在发生电压扰动时为敏感负载供电的电源单元（3），所述常态开关单元（1）串联于敏感负载（4）和电压端（5）之间，所述电源单元（3）与逆变单元（2）串联连接，所述逆变单元（2）连接于敏感负载（4）和电源单元（3）之间；所述常态开关单元（1）的两端连接有处于常闭状态的第一断路器（6）和第二断路器（7），所述第一断路器（6）串联连接于常态开关单元（1）和电压端（5）之间，所述第二断路器（7）串联连接于敏感负载（4）和常态开关单元（1）之间。

2.根据权利要求1所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述常态开关单元（1）包括与控制系统连接的第一晶闸管（11）和第二晶闸管（12），所述第一晶闸管（11）、第二晶闸管（12）反向并联连接。

3.根据权利要求1所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述第一断路器、常态开关单元、第二断路器所在支路的两端并联连接有扰动治理系统故障时运行的检修旁路单元（8）。

4.根据权利要求3所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述检修旁路单元（8）为处于常开状态的第三断路器。

5.根据权利要求1所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述常态开关单元（1）的两端并联连接有常态开关单元故障时运行的二级保护单元（9）。

6.根据权利要求5所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述二级保护单元（9）为电流通过能够自动闭合的接触器。

7.根据权利要求1所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述逆变单元（2）通过导线连接于常态开关单元（1）和第二断路器（7）之间，所述导线上设有处于常闭状态的第四断路器（21）。

8.根据权利要求7所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述第四断路器（21）和逆变单元（2）之间连接有保险丝（22），所述第四断路器（21）与敏感负载之间连接有与控制系统连接的第三晶闸管（23）和第四晶闸管（24），所述第三晶闸管（23）和第四晶闸管（24）反向并联连接。

9.根据权利要求1所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述逆变单元（2）由若干电连接的开关管组成，所述开关管上连接有二极管。

10.根据权利要求1至9任一项所述的敏感负载电压扰动治理系统，其特征在于，所述电源单元（3）选自电解电源、超级电容、铅炭电池中的一种或多种的组合。