Svg型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及配電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種能應(yīng)對(duì)三相不平衡、消除中性點(diǎn)零序電流和高次諧波的SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器。它包括設(shè)于主變壓器和負(fù)荷之間的電抗器、電流互感器和控制器，電抗器接在中性線上，電流互感器接在三相火線上，還包括靜止無(wú)功發(fā)生器和一用于調(diào)節(jié)零序電流流向的零序電流分流器，零序電流分流器與靜止無(wú)功發(fā)生器并聯(lián)接入配電系統(tǒng)，控制器與靜止無(wú)功發(fā)生器連接。本實(shí)用新型裝置直接利用SVG來(lái)消除負(fù)序電流，并通過(guò)零序電流分流器調(diào)節(jié)零序電流流向，使變壓器的零序電流小，負(fù)序電流為零，零序高次諧波得以基本抑制，有效消除三相不平衡及零序電流和零序高次諧波對(duì)變壓器的破壞，保護(hù)用電設(shè)備，降低系統(tǒng)損耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及配電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種能應(yīng)對(duì)三相不平衡、消除中性點(diǎn)零序電流和高次諧波的SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器。
【背景技術(shù)】
[0002]三相四線制是低壓配電網(wǎng)中最主要的供電方式，配電網(wǎng)中的用電設(shè)備大都以單相負(fù)荷為主。工業(yè)用電以感性負(fù)荷為多，而民用用電中阻性及感性混合，以阻性為主。由于用電設(shè)備不同時(shí)性，變壓器幾乎都在三相不平衡狀態(tài)下運(yùn)行。配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別一般是Dynll或YynO，三相不平衡時(shí)會(huì)造成中性點(diǎn)飄移及中性線零序電流加大，中性點(diǎn)飄移會(huì)產(chǎn)生三相電壓的不平衡，一般電流大的相電壓高，嚴(yán)重時(shí)相電壓會(huì)達(dá)到380V，從而燒毀用電設(shè)備和變壓器。由于零序電流的增加，會(huì)增加變壓器的損耗，并在油箱夾件中產(chǎn)生大量的渦流損耗，有可能燒毀變壓器。而用電設(shè)備中有很多會(huì)產(chǎn)生高次諧波，正、負(fù)序高次諧波在中性線會(huì)相互抵消，而零序高次諧波會(huì)在中性線疊加，從而使中性線高次諧波很大，高次諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)及變壓器產(chǎn)生嚴(yán)重影響，大大增加線路損耗及對(duì)電網(wǎng)、變壓器及用電設(shè)備損壞的機(jī)率。而感性負(fù)荷及中性點(diǎn)飄移會(huì)使變壓器功率因數(shù)降低，大大降低變壓器的效率。
[0003]目前市面上有一款解決三相不平衡的設(shè)備是通過(guò)電容器組在AB、AC、BC、AO、B0、CO中的不同投入值，通過(guò)電容進(jìn)行有功再分配。該方案只能在阻感負(fù)荷且感性負(fù)荷較大的負(fù)荷時(shí)運(yùn)行有效，在感性負(fù)荷小及純阻性阻容性負(fù)荷下無(wú)法運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，能有效控制三相不平衡，并消除中性零序電流和高次諧波。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，包括設(shè)于主變壓器和負(fù)荷之間的電抗器、電流互感器和控制器，電抗器接在中性線上，電流互感器接在三相火線上，還包括靜止無(wú)功發(fā)生器和一用于調(diào)節(jié)零序電流流向的零序電流分流器，零序電流分流器與靜止無(wú)功發(fā)生器并聯(lián)接入配電系統(tǒng)，控制器與靜止無(wú)功發(fā)生器連接。該系統(tǒng)中，利用靜止無(wú)功發(fā)生器SVG替代智能電容器組，通過(guò)電流互感器采集三相電流信號(hào)并發(fā)給控制器，由控制器分析計(jì)算負(fù)序電流和正負(fù)序高次諧波電流，再由SVG產(chǎn)生一個(gè)相反的負(fù)序電流和相反的正負(fù)序聞次諧波，對(duì)火線上的負(fù)序電流和正負(fù)序聞次諧波進(jìn)行抵消，從而使通過(guò)變壓器的電流只有正序電流，可達(dá)到三相平衡和功率因數(shù)為I的目的。本方案可適應(yīng)所有負(fù)荷，徹底消除高次諧波，省電15%，進(jìn)一步解決采用智能電容補(bǔ)償器的缺點(diǎn)。
[0006]所述的零序電流分流器包括一“曰”字型鐵芯和三個(gè)初級(jí)繞組，每個(gè)繞組分為兩個(gè)線圈，分別繞在兩個(gè)不同的芯柱上；每個(gè)芯柱上有內(nèi)外兩層線圈，線圈繞向相同，匝數(shù)相等，三個(gè)繞組的首部分別連接A、B、C三相火線，其尾部相連共同接零線。初級(jí)繞組采用圓筒式。該零序電流分流器為干式浸潰式，采用風(fēng)冷卻。
[0007]零序電流分流器采用上述接線方式后，零序電流和正負(fù)序電流流入線圈。由于零序電流的相位角是相同的、大小相等，在每一柱上兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通大小相等、相位角相同、方向相反，從而使合成磁通為O。由于A、B、C三相零序電流通過(guò)時(shí)并未產(chǎn)生磁通，因此阻抗非常小。正、負(fù)序電流通過(guò)該分流器時(shí)，A柱上外線圈通過(guò)A相電流，內(nèi)線圈通過(guò)C相電流，由于內(nèi)、外線圈流入電流相反，且相位角相差120度，磁場(chǎng)是矢量疊加。
[0008]ΦΑ 總=1.732ΦΑ
[0009]磁通密度增加1.732倍，這樣正、負(fù)序阻抗很大，從正、負(fù)序側(cè)看相當(dāng)于一個(gè)空載運(yùn)行的變壓器，通過(guò)分流器的電流，只有非常小的激磁電流。這樣大部分零序電流和零序高次諧波通過(guò)零序電流分流器流回Α、B、C三相，零序電流流回火線后與原零序電流分量相互抵消，而零序電流不流入變壓器，可消除零序電流和零序高次諧波對(duì)變壓器的影響。
[0010]該裝置所采用的控制器可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的設(shè)備容量進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，并具有實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和整點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的保存功能，可通過(guò)串口或加裝通訊模塊，將所有數(shù)據(jù)傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。該控制器采用了電磁隔離和光電隔離設(shè)計(jì)，并配置硬件狗、軟件管理、硬件容錯(cuò)和軟件容錯(cuò)等手段，滿足各種惡劣運(yùn)行環(huán)境的要求，具有超強(qiáng)抗干擾性能，杜絕誤動(dòng)作和拒動(dòng)，確保裝置可靠運(yùn)行。該控制器通過(guò)對(duì)有功不平衡狀況和負(fù)荷無(wú)功量的準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)算、控制策略采用功率變化增量來(lái)確定補(bǔ)償器的補(bǔ)償容量。
[0011]本實(shí)用新型裝置直接利用SVG來(lái)消除負(fù)序電流，并通過(guò)零序電流分流器調(diào)節(jié)零序電流流向，使變壓器的零序電流小，負(fù)序電流為零，零序高次諧波得以基本抑制，有效消除三相不平衡及零序電流和零序高次諧波對(duì)變壓器的破壞，保護(hù)用電設(shè)備，降低系統(tǒng)損耗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)成圖；
[0013]圖2是零序電流分流器的接線原理圖；
[0014]圖中，1、主變壓器，2、電流互感器，3、負(fù)荷，4、控制器，5、電抗器，6、靜止無(wú)功發(fā)生器，7、零序電流分流器，8、Α柱，9、Β柱，10、C柱，11、第一繞組，12、第二繞組，13、第三繞組。
【具體實(shí)施方式】
[0015]一種SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，如圖1所示，包括電抗器5、電流互感器2、零序電流分流器7、靜止無(wú)功發(fā)生器6、控制器4，上述器件位于主變壓器I和負(fù)荷3之間，其中電抗器5接在中性線上，電流互感器2接在三相火線上，用于采集三相電流信號(hào)發(fā)送給控制器4，控制器4與靜止無(wú)功發(fā)生器6連接，零序電流分流器7用于調(diào)節(jié)零序電流流向，減少通過(guò)主變壓器的零序電流，其與靜止無(wú)功發(fā)生器6并聯(lián)接入配電系統(tǒng)。如圖2所示，所述的零序電流分流器7包括一“曰”字型鐵芯和三個(gè)初級(jí)繞組，鐵芯包括A柱8、B柱9、C柱10三個(gè)芯柱，每個(gè)繞組分為兩個(gè)線圈，分別繞在兩個(gè)不同的芯柱上，每個(gè)芯柱上有內(nèi)外兩層線圈，同一繞組及同一芯柱上的線圈繞向都相同，同一芯柱上的內(nèi)外線圈匝數(shù)相等，具體的，第一繞組11的前端線圈繞在A柱8的外側(cè)，后端線圈繞在B柱9的內(nèi)側(cè)，其首部與A相火線連接。第二繞組12的前端線圈繞在B柱9的外側(cè)，后端線圈繞在C柱10的內(nèi)側(cè)，其首部與B相火線連接。第三繞組13的前端線圈繞在C柱10的外側(cè)，后端線圈繞在A柱8的內(nèi)側(cè)，其首部與C相火線連接。三個(gè)繞組的尾部相連共同連接零線。初級(jí)繞組采用圓筒式。該零序電流分流器為干式浸潰式，采用風(fēng)冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，包括設(shè)于主變壓器(I)和負(fù)荷(3)之間的電抗器(5)、電流互感器(2)和控制器(4)，電抗器(5)接在中性線上，電流互感器(2)接在三相火線上，其特征在于:還包括靜止無(wú)功發(fā)生器(6)和一用于調(diào)節(jié)零序電流流向的零序電流分流器(7)，零序電流分流器(7)與靜止無(wú)功發(fā)生器(6)并聯(lián)接入配電系統(tǒng)，控制器(4)與靜止無(wú)功發(fā)生器(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SVG型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合補(bǔ)償器，其特征在于:所述的零序電流分流器(7 )包括一“曰”字型鐵芯和三個(gè)初級(jí)繞組，每個(gè)繞組分為兩個(gè)線圈，分別繞在兩個(gè)不同的芯柱上；每個(gè)芯柱上有內(nèi)外兩層線圈，線圈繞向相同，匝數(shù)相等，三個(gè)繞組的首部分別連接A、B、C三相火線，其尾部相連共同接零線。
【文檔編號(hào)】H01F27/30GK203574371SQ201320721430
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】劉季宏, 白露, 丁學(xué)真, 李博 申請(qǐng)人:濟(jì)南供電公司電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所