CN211351269U - 一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块，配电台区末端连接有若干支线电缆分接箱，任一支线电缆分接箱安装一电能质量治理模块，电能质量治理模块包括一主壳体，主壳体底部安装一主功率板，主功率板上安装有控制板、辅助电源板、接口板、IGBT模块及电感，控制板、辅助电源板、接口板、IGBT模块及电感均与主功率板电连接；还包括一散热组件，散热组件包括一散热器，散热器一侧与IGBT模块和电感对应，散热器另一端安装有若干散热风扇，主壳体沿散热风扇吹风方向的两侧板上分别开设有若干散热孔。本实用新型技术方案解决电网中谐波、无功和不平衡的电能质量问题。

Description

一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块

技术领域

本实用新型涉及电能质量治理技术领域，特别涉及一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块。

背景技术

近年来，城乡用电结构及用电量发生了较大变化，出现电负荷大幅增加、昼夜变化大、负荷特性复杂多变等新特性。随之而来的是三相不平衡、功率因数低、谐波污染、中线电流大等电能质量问题日益凸显，解决配电网电能质量是配电网规划和建设的重要任务之一。为解决这些问题，配电网三相负荷不平衡治理成为热点，目前传统的解决方案有电容器调补装置、大容量静止无功发生器(SVG)集中治理、换向开关这三种方案。

电容器调补装置一般安装在配变侧，无法解决支线电流不平衡引起的线损大、终端电压低的问题。此外，其不平衡调节能力取决于电网的功率因数，而目前配电网的功率因数一般较高，因此其不平衡补偿能力受到很大限制。

大容量SVG一般安装在配电台区，解决安装点到配电变压器的三相不平衡问题，同样无法解决支线电流不平衡引起的线损大、终端电压低的问题。

换相开关系统中仅有总控制器监测配变侧电流，缺乏对支线三相电流的检测，有可能会出现配电电流平衡而某一支线电流不平衡度增加的问题；并且其串联于电网，一旦发生故障，可能会影响供电可靠性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块，旨在解决电网中谐波、无功和不平衡的电能质量问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块，配电台区末端连接有若干支线电缆分接箱，任一所述支线电缆分接箱安装一电能质量治理模块，所述电能质量治理模块包括一主壳体，所述主壳体底部安装一用于进行功率转换的主功率板，所述主功率板上安装有用于信号处理及指令发送的控制板、用于供电的辅助电源板、用于与外部通信连接的接口板、IGBT模块及电感，所述控制板、辅助电源板、接口板、IGBT模块及电感均与所述主功率板电连接；所述主功率板包括依次连接的母线支持电容模块、I型三电平功率模块及LCL滤波模块，所述LCL滤波模块内置有上电软起模块，所述控制板内置有数字信号处理器及复杂可编程逻辑器；还包括一散热组件，所述散热组件包括一散热器，所述散热器一侧与所述IGBT模块和电感对应，所述散热器另一端安装有若干散热风扇，所述主壳体沿散热风扇吹风方向的两侧板上分别开设有若干散热孔。

优选地，所述数字信号处理器设置为型号TMS320F28335的处理器。

优选地，所述复杂可编程逻辑器设置为型号EPM570的逻辑器件。

优选地，所述控制板及所述辅助电源板均通过双排插针焊接于所述主功率板上。

优选地，所述主壳体设置为钣金壳体结构，且所述主壳体端部开设一安装壁挂孔，所述安装壁挂孔呈葫芦状设置。

优选地，所述IGBT模块底部通过导热硅脂与散热器底板表面贴合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本模块尺寸小，功率密度高，可实现在配电台区分支进行分布式安装，解决安装节点到配变整条线路的电能质量问题，更大程度的减小线损，保障配网线路用电质量及用电安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为传统大容量SVG集中治理方案原理图；

图2为本实用新型末端分布式治理方案原理图；

图3为本实用新型电能质量治理模块整体结构示意图；

图4为本实用新型主功率板电路原理图：

图5为本实用新型辅助电源板电路原理图：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实施例提出的一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块，参考图2，配电台区末端连接有若干支线电缆分接箱，任一所述支线电缆分接箱安装一电能质量治理模块，参考图3，所述电能质量治理模块包括一主壳体1，所述主壳体1底部安装一用于进行功率转换的主功率板2，所述主功率板2上安装有用于信号处理及指令发送的控制板3、用于供电的辅助电源板4、用于与外部通信连接的接口板5、IGBT模块6及电感7，所述控制板3、辅助电源板4、接口板5、IGBT模块6及电感7均与所述主功率板2电连接；参考图4，所述主功率2包括依次连接的母线支持电容模块21、I型三电平功率模块22及LCL滤波模块23，所述LCL滤波模块内置有上电软起模块24，所述控制板3内置有数字信号处理器及复杂可编程逻辑器；还包括一散热组件，所述散热组件包括一散热器8，所述散热器8一侧与所述IGBT模块6和电感7对应，所述散热器8另一端安装有若干散热风扇9，所述主壳体1沿散热风扇9吹风方向的两侧板上分别开设有若干散热孔。

本模块尺寸小，功率密度高，可实现在配电台区分支进行分布式安装，解决安装节点到配变整条线路的电能质量问题，更大程度的减小线损，保障配网线路用电质量及用电安全。具体地，控制板3主要由数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及模拟信号、数字信号处理电路构成。所述数字信号处理器设置为现有技术中型号TMS320F28335的处理器，所述复杂可编程逻辑器设置为现有技术中型号EPM570的逻辑器件，接受外部输入信号(模拟或数字)、产生运行指令，确保模块按照指令运行，并含有故障报警、保护功能，提高模块可靠性。主功率板2主要按照控制板3指令实现功率转换。参考图5，辅助电源板4采样反激拓扑，产生24V、±15、5V电源，为控制板3以及主功率板2功能电路供电。对外接口板5采用现有技术中常用的接口电路板，包含外部CT采样(模拟)、数字输入、继电器干接点输出、RS485通信、CAN通信等电路，以实现外部信号输入转换以及与外部设备的通信、数据互通。外部信号通过组合式接线端子与接口板5连接，信号经过接口板5后，内部连接线缆连接到主功率板2。

进一步地，为确保单板连接的可靠性，所述控制板3及所述辅助电源板4均通过双排插针焊接于所述主功率板2上。

进一步地，所述主壳体1设置为钣金壳体结构，加工方便，提高了生产效率，且所述主壳体1端部开设一安装壁挂孔10，所述安装壁挂孔10呈葫芦状设置。该电能质量治理模块可以通过安装壁挂孔10进行壁挂安装，操作方便。

进一步地，所述散热风扇9设置为两个规格80mm×80mm×25mm的风机进行强迫风冷散热，通过在主壳体1上对应风向开设散热孔，实现主壳体1内部的空气快速流通，从而加快散热，保证使用寿命。所述IGBT模块6底部通过导热硅脂与散热器8底板表面贴合，提高热传导效率，加快散热。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种配电网末端分布式综合电能质量治理模块，配电台区末端连接有若干支线电缆分接箱，其特征在于，任一所述支线电缆分接箱安装一电能质量治理模块，所述电能质量治理模块包括一主壳体，所述主壳体底部安装一用于进行功率转换的主功率板，所述主功率板上安装有用于信号处理及指令发送的控制板、用于供电的辅助电源板、用于与外部通信连接的接口板、IGBT模块及电感，所述控制板、辅助电源板、接口板、IGBT模块及电感均与所述主功率板电连接；所述主功率板包括依次连接的母线支持电容模块、I型三电平功率模块及LCL滤波模块，所述LCL滤波模块内置有上电软起模块，所述控制板内置有数字信号处理器及复杂可编程逻辑器；还包括一散热组件，所述散热组件包括一散热器，所述散热器一侧与所述IGBT模块和电感对应，所述散热器另一端安装有若干散热风扇，所述主壳体沿散热风扇吹风方向的两侧板上分别开设有若干散热孔。

2.如权利要求1所述的配电网末端分布式综合电能质量治理模块，其特征在于，所述数字信号处理器设置为型号TMS320F28335的处理器。

3.如权利要求1所述的配电网末端分布式综合电能质量治理模块，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器设置为型号EPM570的逻辑器件。

4.如权利要求1所述的配电网末端分布式综合电能质量治理模块，所述控制板及所述辅助电源板均通过双排插针焊接于所述主功率板上。

5.如权利要求1所述的配电网末端分布式综合电能质量治理模块，其特征在于，所述主壳体设置为钣金壳体结构，且所述主壳体端部开设一安装壁挂孔，所述安装壁挂孔呈葫芦状设置。

6.如权利要求1所述的配电网末端分布式综合电能质量治理模块，其特征在于，所述IGBT模块底部通过导热硅脂与散热器底板表面贴合。

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