礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置，該裝置包括隔爆濾波器腔體、主隔爆腔體、主回路和控制回路。主回路包括：輸入電抗器一、交流電容、輸入電抗器二、預充電單元和逆變單元。控制回路包括：驅動電路、光纖板、接口電路、控制電路和顯示屏。輸入電抗器一、交流電容和輸入電抗器二構成正弦濾波器進行濾波，逆變單元采用鏈式H橋電路結構，三相H橋電路之間采用星形接法。本實用新型以電壓型逆變器為核心，通過改變逆變單元輸出電壓的幅值和相位，達到發(fā)出或吸收無功的目的。具有啟動沖擊小、任意組合的連續(xù)補償范圍、動態(tài)響應速度快、優(yōu)異的諧波輸出特性、占地面積小、高效率和超強補償能力等優(yōu)點和隔爆功能。
【專利說明】礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無功發(fā)生裝置，具體的說是一種礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置。
【背景技術】
[0002]目前，影響煤礦電能損耗的因素很多，其中無功損耗占較大比重。隨著原煤產量的大幅提高，機械設備的裝機功率也隨之增大，供電線路也越來越長，從而使電網(wǎng)電壓波動很大。隨著電子技術的發(fā)展，煤礦也大量采用類似晶閘管軟啟動、硅整流設備等非線性負載，在其運行時產生大量的諧波。當前，煤礦使用的無功補償裝置有機械投切電容電感裝置和晶閘管投切電容電感裝置，存在補償速度慢、壽命短、占地面積大、產生諧波大等缺點。
【發(fā)明內容】
[0003]為解決上述技術問題，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，本實用新型公開了一種礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置。
[0004]本實用新型包括隔爆濾波器腔體、主隔爆腔體、主回路和控制回路。主回路包括:輸入電抗器一 1、交流電容2、輸入電抗器二 3、預充電單兀4和逆變單兀5?？刂苹芈钒?驅動電路6、光纖板7、接口電路8、控制電路9和顯示屏10。
[0005]電源L1、L2和L3與輸入電抗器一 I輸入端連接，輸入電抗器一 I輸出端與輸入電抗器二 3輸入端連接,交流電容2并聯(lián)在輸入電抗器一 I輸出端和輸入電抗器二 3輸入端，輸入電抗器二 3輸出端連接預充電單元4，預充電單元4連接逆變單元5的輸入端。其中輸入電抗器一 1、交流電容2和輸入電抗器二 3構成正弦濾波器進行濾波。
[0006]輸入電抗器一 1、交流電容2和輸入電抗器二 3安裝在隔爆濾波器腔體中，預充電單元4和逆變單元5安裝在主隔爆腔體中，兩個腔體之間采用高壓屏蔽電纜連接。
[0007]逆變單元5采用鏈式H橋電路結構，U相H橋電路、V相H橋電路和W相H橋電路之間采用星形接法。每相的H橋電路組成包括:電容C、模塊Tl、T2、T3和T4、二極管D1、D2、D3 和 D4。
[0008]本實用新型的有益效果是:基于大功率換流器，以電壓型逆變器為核心，具有啟動沖擊小、任意組合的連續(xù)補償范圍、動態(tài)響應速度快、優(yōu)異的諧波輸出特性、占地面積小、高效率和超強補償能力等優(yōu)點，同時具有隔爆功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置原理圖。
[0010]圖2為U相H橋電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0012]本實用新型包括隔爆濾波器腔體、主隔爆腔體、主回路和控制回路。主回路包括:輸入電抗器一 1、交流電容2、輸入電抗器二 3、預充電單兀4和逆變單兀5?？刂苹芈钒?驅動電路6、光纖板7、接口電路8、控制電路9和顯示屏10。
[0013]電源L1、L2和L3與輸入電抗器一 I輸入端連接，輸入電抗器一 I輸出端與輸入電抗器二 3輸入端連接,交流電容2并聯(lián)在輸入電抗器一 I輸出端和輸入電抗器二 3輸入端，輸入電抗器二 3輸出端連接預充電單元4，預充電單元4連接逆變單元5的輸入端。其中輸入電抗器一 1、交流電容2和輸入電抗器二 3構成正弦濾波器進行濾波。
[0014]輸入電抗器一 1、交流電容2和輸入電抗器二 3安裝在隔爆濾波器腔體中，預充電單元4和逆變單元5安裝在主隔爆腔體中，兩個腔體之間采用高壓屏蔽電纜連接。
[0015]逆變單元5采用鏈式H橋電路結構，U相H橋電路、V相H橋電路和W相H橋電路之間采用星形接法。以U相H橋電路為例，其組成包括:電容C、模塊T1、T2、T3和Τ4、二極管D1、D2、D3和D4。二極管Dl的陽極與模塊Tl的發(fā)射極相連，陰極與模塊Tl的集電極相連；二極管D2的陽極與模塊T2的發(fā)射極相連，陰極與模塊T2的集電極相連；二極管D3的陽極與模塊T3的發(fā)射極相連，陰極與模塊T3的集電極相連；二極管D4的陽極與模塊T4的發(fā)射極相連，陰極與模塊T4的集電極相連；模塊Tl發(fā)射極與模塊T2集電極連接到預充電單元4的LI相，模塊T3發(fā)射極與模塊T4集電極連接到輸出交流U相，模塊Tl集電極與模塊T3集電極與直流母線的正壓連接，模塊T2發(fā)射極與模塊T4發(fā)射極與直流母線的負壓連接，電容C并聯(lián)在直流母線兩端。
[0016]控制電路9為本系統(tǒng)的控制核心，采用雙DSP及FPGA的全數(shù)字控制系統(tǒng)，具有遠程監(jiān)控功能?？刂齐娐?通過快插的方式與接口電路8連接，接口電路8為控制電路9提供輸入電流信號、電壓信號和溫度信號的采集與轉換，并通過排線的方式與光纖板7連接，光纖板7將電信號轉換為光信號發(fā)送給驅動電路6,驅動電路6用于執(zhí)行控制電路9中命令控制模塊的開關，驅動電路6輸出與逆變單元5連接。控制電路9同時與顯示屏10相連，顯示屏10可顯示運行狀態(tài)、設置參數(shù)、查看故障及記錄。
[0017]本實用新型基于大功率換流器，以電壓型逆變器為核心，直流側采用直流電容為儲能元件以提供電壓支撐。在運行時相當于一個電壓相位和幅值均可調的三相交流電源。逆變器正常運行依賴于直流側的電壓支撐，在逆變器接入交流電源時，由各模塊反向續(xù)流二極管構成整流器，對直流電容器充電；正常運行后，直流電容器的儲能將會用來補充逆變器的內部損耗，使得電容電壓下降。因此，必須不斷的對電容器充電補能使電壓保持在工作范圍。該裝置通過使逆變器輸出電壓滯后系統(tǒng)電壓一個很小的角度來實現(xiàn)相位改變，逆變器從系統(tǒng)吸收少量有功用來滿足其內部損耗，保持電壓水平。該裝置通過調節(jié)逆變器中模塊的開關，可以控制直流逆變到交流的電壓的幅值和相位，通過檢測系統(tǒng)中所需的無功，可以快速發(fā)出大小相等、相位相反的無功，實現(xiàn)無功的就地平衡，保持系統(tǒng)實時高功率因數(shù)運行。當裝置檢測的輸出無功電流滯后電網(wǎng)電壓，調節(jié)輸出電壓幅值大于電源電壓，發(fā)出感性無功；輸出無功電流超前電網(wǎng)電壓，調節(jié)輸出電壓幅值小于電源電壓，發(fā)出容性無功。
【權利要求】
1.一種礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置，其特征在于:該裝置包括隔爆濾波器腔體、主隔爆腔體、主回路和控制回路，主回路包括:輸入電抗器一(1)、交流電容(2)、輸入電抗器二(3)、預充電單元(4)和逆變單元(5);控制回路包括:驅動電路(6)、光纖板(7)、接口電路(8)、控制電路(9)和顯示屏(10);電源L1、L2和L3與輸入電抗器一(1)輸入端連接，輸入電抗器一(1)輸出端與輸入電抗器二(3)輸入端連接，交流電容(2)并聯(lián)在輸入電抗器一(1)輸出端和輸入電抗器二( 3 )輸入端,輸入電抗器二( 3 )輸出端連接預充電單元(4),預充電單元(4)連接逆變單元(5)的輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置，其特征是:輸入電抗器一(1)、交流電容(2)和輸入電抗器二(3)安裝在隔爆濾波器腔體中，預充電單元(4)和逆變單元(5)安裝在主隔爆腔體中，兩個腔體之間采用高壓屏蔽電纜連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆兼本質安全型靜止鏈式無功發(fā)生裝置，其特征是:逆變單元(5)采用鏈式Η橋電路結構，U相、V相H、W相三相的Η橋電路之間采用星形接法；每相Η橋電路組成包括:電容C、模塊ΤΙ、Τ2、Τ3和Τ4、二極管Dl、D2、D3和D4 ;二極管D1的陽極與模塊Τ1的發(fā)射極相連，陰極與模塊Τ1的集電極相連；二極管D2的陽極與模塊Τ2的發(fā)射極相連，陰極與模塊Τ2的集電極相連；二極管D3的陽極與模塊Τ3的發(fā)射極相連，陰極與模塊Τ3的集電極相連；二極管D4的陽極與模塊Τ4的發(fā)射極相連，陰極與模塊Τ4的集電極相連；模塊Τ1發(fā)射極與模塊Τ2集電極連接到預充電單元4的L1相，模塊Τ3發(fā)射極與模塊Τ4集電極連接到輸出交流U相，模塊Τ1集電極與模塊Τ3集電極與直流母線的正壓連接，模塊Τ2發(fā)射極與模塊Τ4發(fā)射極與直流母線的負壓連接，電容C并聯(lián)在直流母線兩端。
【文檔編號】H02J3/18GK204118749SQ201420494277
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月30日 優(yōu)先權日:2014年8月30日
【發(fā)明者】許開成, 陸文濤, 李志遠, 蔣世原 申請人:唐山開誠電控設備集團有限公司