CN215344386U - 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 - Google Patents
一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN215344386U CN215344386U CN202121888958.0U CN202121888958U CN215344386U CN 215344386 U CN215344386 U CN 215344386U CN 202121888958 U CN202121888958 U CN 202121888958U CN 215344386 U CN215344386 U CN 215344386U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- phase
- series
- electrically connected
- output end
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，属于动态电压调节技术领域，本实用新型包括控制单元、整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元；整流单元的输入端与三相交流电源输出端电连接；整流单元的输出端与储能单元电连接；储能单元输出端与功率逆变单元的输入端电连接；功率逆变单元的输出端与变压隔离单元的输入端电连接；变压隔离单元的输出端与旁路单元电连接。本实用新型当负载侧出现电压不稳定时，可通过断开断路开关QF3，并通过单相隔离变压器补偿电压降；实现对电压不稳定时的动态补偿；同时，3个单相隔离变压器相互独立设置，实现不同单相隔离变压器间不产生相互干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及动态电压调节技术领域，具体涉及一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置。
背景技术
非线性和冲击性负载的增长导致了许多电能质量问题；例如电压跌落、闪变、电流谐波、不平衡等。这些问题严重影响了电力系统的稳定和敏感性用户的安全。
此外，在变压器对三相交流电进行变压时，由于电磁变化，容易产生相互干扰；为了解决上述问题，本实用新型提供了一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置。
实用新型内容
针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，当负载侧出现电压不稳定时，可通过断开断路开关QF3，并通过单相隔离变压器补偿电压降；实现对电压不稳定时的动态补偿；同时，3个单相隔离变压器相互独立设置，实现不同单相隔离变压器间不产生相互干扰。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型提供一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，包括：控制单元、整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元；所述控制单元分别与整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元电连接；
所述整流单元的输入端与三相交流电源输出端电连接，用于将三相交流电整流成直流电；所述整流单元的输出端与储能单元电连接，用于将直流电储存至储能单元内；所述储能单元输出端与功率逆变单元的输入端电连接，用于对所述储能单元输出的直流电逆变成三相交流电；所述功率逆变单元的输出端与变压隔离单元的输入端电连接，用于对三相交流电变压；所述变压隔离单元的输出端与旁路单元电连接，用于直接输出三相交流电源的三相交流电或输出经储能单元补偿后的三相交流电。
作为一种优选的技术方案，所述整流单元包括整流桥、IGBT以及电抗器；所述三相交流电源输出端与整流桥输入端电连接，用于对三相交流电整流；所述整流桥依次电连接IGBT以及电抗器。
作为一种优选的技术方案，所述储能单元包括超级电容单元以及放电电阻电路；所述超级电容单元与放电电阻电路并联；所述超级电容单元包括若干3V/600F的功率型超级电容，48串2并组成一个144V/25F的超容模组，4个超容模组串联构成576V/6.25F的超级电容单元；所述放电电阻电路包括串联的放电电阻和接触器。
作为一种优选的技术方案，所述功率逆变单元包括A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路；所述A相逆变电路包括相串联的A相逆变模块以及可控硅开关SRC_A；所述B相逆变电路包括相串联的B相逆变模块以及可控硅开关SRC_B；所述C相逆变电路包括相串联的C相逆变模块以及可控硅开关SRC_C。
作为一种优选的技术方案，所述A相逆变模块、B相逆变模块以及C相逆变模块内部均包括四个相并联的IGBT，用于将直流电逆变成交流电。
作为一种优选的技术方案，所述变压隔离单元包括3个单相隔离变压器；3个所述单相隔离变压器分别与A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路串联。
作为一种优选的技术方案，所述旁路单元包括断路开关QF1、断路开关QF2以及断路开关QF3；所述断路开关QF1串联在三相交流电源输出端与整流单元之间；所述断路开关QF2串联在出线端与单相隔离变压器之间；所述三相交流电源输出端与出线端的直连线路上串联断路开关QF3。
本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型当负载侧出现电压不稳定时，可通过断开断路开关QF3，储能单元供电，并通过单相隔离变压器补偿电压降；实现对电压不稳定时的动态补偿。
2、本实用新型3个单相隔离变压器分别与A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路串联，3个单相隔离变压器相互独立设置，可分别对3个单相隔离变压器罩设抗电磁干扰罩壳，并通过调节设置间隔距离，以实现不同单相隔离变压器间不产生相互干扰。
3、本实用新型在热待机以及出现故障或进行检修时，可控硅开关SRC_A、可控硅开关SRC_B以及可控硅开关SRC_C闭合导通，单相隔离变压器副边绕组短路以保证单相隔离变压器磁平衡。
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获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置的电路图。
图2为图1中整流单元的放大图。
图3为图1中储能单元的放大图。
图4为图1中的功率逆变单元的放大图。
图5为图1中的变压隔离单元的放大图。
图6为图1中的旁路单元的放大图。
图7为本实用新型中A相逆变模块、B相逆变模块以及C相逆变模块内部均包括四个相并联的IGBT的电路图。
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。
实施例：如图1至图7所示，本实用新型提供了一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，包括：控制单元、整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元；控制单元分别与整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元电连接；实际上，控制单元用于控制整流单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元内电路的开关、还用于控制储能单元充放电以及用于通过控制功率逆变单元实现对电压补偿范围的控制；同时，变压隔离单元连接电源侧进线以及出现负载，负责提供负载电压以及电源隔离；此外，控制单元还与人机界面连接，实现集中控制以及显示。
整流单元的输入端与三相交流电源输出端电连接，用于将三相交流电整流成直流电；具体的，整流单元包括整流桥、IGBT以及电抗器；三相交流电源输出端与整流桥输入端电连接，用于对三相交流电整流；整流桥依次电连接IGBT以及电抗器；
整流单元的输出端与储能单元电连接，用于将直流电储存至储能单元内；具体的，储能单元包括超级电容单元以及放电电阻电路；超级电容单元与放电电阻电路并联；超级电容单元包括若干3V/600F的功率型超级电容，48串2并组成一个144V/25F的超容模组，4个超容模组串联构成576V/6.25F的超级电容单元；放电电阻电路包括串联的放电电阻和接触器；当进行检修时，可闭合接触器通过放电电阻对超容模组放电；同时，每只超容模组配置温度传感器及巡检仪，实时监控超级模组状态；
储能单元输出端与功率逆变单元的输入端电连接，用于对储能单元输出的直流电逆变成三相交流电；功率逆变单元包括A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路；A相逆变电路包括相串联的A相逆变模块以及可控硅开关SRC_A；B相逆变电路包括相串联的B相逆变模块以及可控硅开关SRC_B；C相逆变电路包括相串联的C相逆变模块以及可控硅开关SRC_C；请参阅图7所示，A相逆变模块、B相逆变模块以及C相逆变模块内部均包括四个相并联的IGBT，用于将直流电逆变成交流电；具体的，通过控制四个相并联的IGBT的通断电，实现将直流电逆变成交流电；也可通过四个相并联的IGBT的通断电，实现逆变成不同电压的交流电；
功率逆变单元的输出端与变压隔离单元的输入端电连接，用于对三相交流电变压；具体的，变压隔离单元包括3个单相隔离变压器；3个单相隔离变压器分别与A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路串联，3个单相隔离变压器相互独立设置，可分别对3个单相隔离变压器罩设抗电磁干扰罩壳，并通过调节设置间隔距离，以实现不同单相隔离变压器间不产生相互干扰；
变压隔离单元的输出端与旁路单元电连接，用于直接输出三相交流电源的三相交流电或输出经储能单元补偿后的三相交流电；具体的，旁路单元包括断路开关QF1、断路开关QF2以及断路开关QF3；断路开关QF1串联在三相交流电源输出端与整流单元之间；断路开关QF2串联在出线端与单相隔离变压器之间；三相交流电源输出端与出线端的直连线路上串联断路开关QF3。
本实用新型的一个具体参数方案：
变压器容量：补偿功率为300kW，电压补偿范围为0.6～0.9Un，接入电网侧系统容量为1000kVA，3台单相隔离变压器容量为3*100kW；
原边额定值：单相隔离变压器原边(电网侧)额定电压为220V*0.3＝66V，额定电流为1520A；
副边额定值：单相隔离变压器副边(负载侧)额定电压为220V，额定电流为455A；
插入压降：单相隔离变压器原边串联在用电回路中，负荷电流通过时会产生一定的压降，按照额定负荷1000kVA计算，每台电压压降幅值为66*4％＝2.64V，对负荷的影响可忽略不计；
绝缘：单相隔离变压器原副边以及原副边对地之间均按照工频耐压AC3000V1min。
本实用新型实际使用时：
(1)热待机模式下：可控硅开关SRC_A、可控硅开关SRC_B以及可控硅开关SRC_C闭合导通，将单相隔离变压器副边绕组短路以保证单相隔离变压器磁平衡，原边相电压插入压降随负荷电流线性变化，额定负荷电流下压降幅值为2.64V，相位与负荷电流相位有关；由于此状态下单相隔离变压器原边插入电压降很小，对负荷电压水平的影响可忽略不计。
(2)电压补偿模式下：控制单元实时检测出线端也即负荷端三相电压；若检测到任一相或三相电压幅值低于0.9，则立即断开断路开关QF3，通过单相隔离变压器补偿电压降，将负荷端相电压补偿到100％Un(可通过参数设置)；实现对电压不稳定时的动态补偿。
(3)充电模式下：电压补偿结束后，通过充电电路进行充电，此时可控硅开关SRC_A、可控硅开关SRC_B以及可控硅开关SRC_C闭合导通，单相隔离变压器输出脉冲闭锁，充电电路中的斩波开关开始工作，以恒流源模式(默认30A，可通过参数调整)快速将储能元件充电至额定高压；逆变器充电电路额定功率为15kW，系统允许的暂降间隔时间为10s。
(4)旁路模式下：在出现故障或进行检修时，可控硅开关SRC_A、可控硅开关SRC_B以及可控硅开关SRC_C闭合导通，将单相隔离变压器副边绕组短路以保证单相隔离变压器磁平衡。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，包括：控制单元、整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元；所述控制单元分别与整流单元、储能单元、功率逆变单元、变压隔离单元以及旁路单元电连接；
所述整流单元的输入端与三相交流电源输出端电连接，用于将三相交流电整流成直流电；
所述整流单元的输出端与储能单元电连接，用于将直流电储存至储能单元内；
所述储能单元输出端与功率逆变单元的输入端电连接，用于对所述储能单元输出的直流电逆变成三相交流电；
所述功率逆变单元的输出端与变压隔离单元的输入端电连接，用于对三相交流电变压；
所述变压隔离单元的输出端与旁路单元电连接，用于直接输出三相交流电源的三相交流电或输出经储能单元补偿后的三相交流电。
2.如权利要求1所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述整流单元包括整流桥、IGBT以及电抗器；所述三相交流电源输出端与整流桥输入端电连接，用于对三相交流电整流；所述整流桥依次电连接IGBT以及电抗器。
3.如权利要求2所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述储能单元包括超级电容单元以及放电电阻电路；所述超级电容单元与放电电阻电路并联；所述超级电容单元包括若干3V/600F的功率型超级电容，48串2并组成一个144V/25F的超容模组，4个超容模组串联构成576V/6.25F的超级电容单元；所述放电电阻电路包括串联的放电电阻和接触器。
4.如权利要求3所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述功率逆变单元包括A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路；所述A相逆变电路包括相串联的A相逆变模块以及可控硅开关SRC_A；所述B相逆变电路包括相串联的B相逆变模块以及可控硅开关SRC_B；所述C相逆变电路包括相串联的C相逆变模块以及可控硅开关SRC_C。
5.如权利要求4所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述A相逆变模块、B相逆变模块以及C相逆变模块内部均包括四个相并联的IGBT，用于将直流电逆变成交流电。
6.如权利要求4或5所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述变压隔离单元包括3个单相隔离变压器；3个所述单相隔离变压器分别与A相逆变电路、B相逆变电路以及C相逆变电路串联。
7.如权利要求6所述的一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置，其特征在于，所述旁路单元包括断路开关QF1、断路开关QF2以及断路开关QF3；所述断路开关QF1串联在三相交流电源输出端与整流单元之间；所述断路开关QF2串联在出线端与单相隔离变压器之间；所述三相交流电源输出端与出线端的直连线路上串联断路开关QF3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121888958.0U CN215344386U (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202121888958.0U CN215344386U (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN215344386U true CN215344386U (zh) | 2021-12-28 |
Family
ID=79577254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202121888958.0U Active CN215344386U (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN215344386U (zh) |
-
2021
- 2021-08-12 CN CN202121888958.0U patent/CN215344386U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101807799B (zh) | 超级电容储能型电能质量补偿器 | |
| CN112366714A (zh) | 一种用于调节压差角差的配电网合环调电装置及方法 | |
| Tiwari et al. | Dynamic voltage restorer based on load condition | |
| JP2000228826A (ja) | 品質別電力供給装置 | |
| Maharjan et al. | Development and verification test of the 6.6-kV 200-kVA transformerless SDBC-based STATCOM using SiC-MOSFET modules | |
| Xu et al. | A novel grid-forming voltage control strategy for supplying unbalanced microgrid loads using inverter-based resources | |
| Luo et al. | A new unbalanced voltage compensation method based on hopf oscillator for three-phase dc/ac inverters with unbalanced loads | |
| Desale et al. | Brief review paper on the custom power devices for power quality improvement | |
| Singh et al. | Various custom power devices for power quality improvement: a review | |
| CN113014123B (zh) | 一种大功率多输出可调稳压直流电源 | |
| CN113507217A (zh) | 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 | |
| Taiwo et al. | Voltage unbalance mitigation and voltage profile enhancement in secondary distribution system using dynamic voltage restorer | |
| CN210490481U (zh) | 基于短时高频次飞轮储能系统的动态电压恢复器 | |
| CN215344386U (zh) | 一种单相变压器隔离串联型动态电压调节装置 | |
| Cuartas et al. | Start-up, functionalities and protection issues for CHB-based solid state transformers | |
| Niu et al. | Research on transient overvoltage suppression measures for photovoltaics connected to the DC sending end in the smart power system for industry 4.0 | |
| Gupta et al. | A review on key issues and challenges in integration of distributed generation system | |
| CN110658370A (zh) | 一种高压大容量svg测试电源 | |
| Molla | Power Quality Improvement in Distribution System Using Dynamic Voltage Restorer | |
| Reichert | Controllable reactive compensation | |
| Kalpana et al. | Multi-Pulse Converter Based DSTATCOM for Power Quality Improvement in Distribution System | |
| CN212543371U (zh) | 一种住宅公变混合式电能质量优化装置 | |
| Thit et al. | Performances analysis on power quality problems mitigation by using unified power quality conditioner (UPQC) | |
| Hasnain et al. | High-Speed Control Framework to Reduce System Awareness Delay In Microgrids: A Conceptual Approach | |
| Ahmed et al. | Design and Simulation of Improved On Load Tap Changer (OLTC) to Mitigate Voltage Sag/Swell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A Single Phase Transformer Isolated Series Dynamic Voltage Regulating Device Effective date of registration: 20230313 Granted publication date: 20211228 Pledgee: Nanjing Branch of Jiangsu Bank Co.,Ltd. Pledgor: Nanjing Zhirui Energy Internet Research Institute Co.,Ltd. Registration number: Y2023980034700 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |