一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，包括：檢測(cè)單元、連接單元、電流補(bǔ)償單元和整流單元，檢測(cè)單元分別與配電網(wǎng)的三相母線連接，用于檢測(cè)配電網(wǎng)是否發(fā)生單相接地故障；連接單元的一端分別與三相母線連接，另一端連接到電流補(bǔ)償單元，所述連接單元用于將所述電流補(bǔ)償單元的輸出端連接到故障相，并將所述整流單元的輸入端連接到所述配電網(wǎng)的任意兩相母線，所述整流單元將所述配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將產(chǎn)生的直流電輸入到所述電流補(bǔ)償單元。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置整流電路和逆變電路，通過(guò)整流電路將配電網(wǎng)的交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流提供給逆變電路，從而提高了補(bǔ)償效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及配電網(wǎng)有源補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]我國(guó)1-66kV中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)多采用非有效接地方式，俗稱(chēng)小電流接地方式，傳統(tǒng)上主要包括不接地、經(jīng)消弧線圈接地方式，現(xiàn)在也包括基于有源電力電子設(shè)備、可實(shí)現(xiàn)接地故障電流無(wú)功分量、有功分量等全電氣量補(bǔ)償?shù)挠性唇拥胤绞健?br>[0003]中性點(diǎn)接地方式，最常見(jiàn)的是按單相接地短路時(shí)接地電流大小分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)。大電流接地系統(tǒng)包括中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，小電流接地方式包括中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式。大電流接地方式也稱(chēng)為有效接地方式，小電流接地方式稱(chēng)為非有效接地方式。接地點(diǎn)零序綜合電抗Xo與正序綜合電抗Xi比值，我國(guó)規(guī)定Χο/Χι > 4?5時(shí)，屬于小電流接地系統(tǒng)。
[0004]中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，單相接地故障發(fā)生后，沒(méi)有形成短路電流通路，故障相和非故障相流過(guò)負(fù)荷電流，接地故障點(diǎn)和導(dǎo)線對(duì)地電容形成電流通路，電容電流在導(dǎo)線和大地之間流通。
[0005]現(xiàn)有的電流補(bǔ)償方法是進(jìn)行無(wú)源補(bǔ)償或有源補(bǔ)償，無(wú)源補(bǔ)償方法主要指消弧線圈，效率較低，因此使用范圍有限;有源補(bǔ)償方法常用的是通過(guò)與消弧線圈并聯(lián)，在中性點(diǎn)接入逆變電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流，使得接地故障點(diǎn)的電流為零，但需與消弧線圈配合使用，應(yīng)用受限制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]基于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，通過(guò)設(shè)置整流電路和逆變電路，通過(guò)整流電路將配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電提供給逆變電路，從而提高了補(bǔ)償效率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的提供一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，所述裝置包括:
[0008]檢測(cè)單元、連接單元、電流補(bǔ)償單元和整流單元，所述檢測(cè)單元分別與所述配電網(wǎng)的三相母線連接，用于檢測(cè)所述配電網(wǎng)是否發(fā)生單相接地故障；
[0009]所述連接單元的一端分別與所述三相母線連接，另一端連接到電流補(bǔ)償單元，所述連接單元用于將所述電流補(bǔ)償單元的輸出端連接到故障相，并將所述整流單元的輸入端連接到所述配電網(wǎng)的任意兩相母線，所述整流單元用于將所述配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將產(chǎn)生的直流電輸入到所述電流補(bǔ)償單元。
[0010]其中，所述整流單元為二極管單相橋式整流電路。
[0011]其中，所述整流單元包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)有二極管。
[0012]其中，所述電流補(bǔ)償單元為逆變電路。
[0013]其中，所述逆變電路為單相可控全橋逆變電路。
[0014]其中，所述逆變電路包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)有二極管。
[0015]其中，所述裝置還包括與所述整流單元輸出端并聯(lián)的電容器。
[0016]本實(shí)用新型的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，通過(guò)設(shè)置整流電路和逆變電路，并將整流電路連接到任意兩相母線，逆變電路連接到故障相，通過(guò)整流電路將配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電提供給逆變電路，逆變電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流提供給故障相。另外，本實(shí)用新型的補(bǔ)償裝置能夠針對(duì)泄漏電流及諧波電流產(chǎn)生特定的補(bǔ)償電流，同時(shí)，本裝置不需要與消弧線圈配合即可消除故障電弧，提高了補(bǔ)償效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0018]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的整流單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖4示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的使用補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓ぷ魇疽鈭D。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，具體包括:檢測(cè)單元10、連接單元20、電流補(bǔ)償單元30和整流單元40。
[0025]檢測(cè)單元10分別與配電網(wǎng)的三相母線連接，用于檢測(cè)配電網(wǎng)的三相線路是否發(fā)生故障。
[0026]連接單元20的一端分別與配電網(wǎng)的三相母線連接，另一端連接到電流補(bǔ)償單元30和整流單元40，連接單元20用于將電流補(bǔ)償單元30的輸出端連接到故障相，并將整流單元40的輸入端連接到任意兩相母線，整流單元40將配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將產(chǎn)生的直流電輸入到電流補(bǔ)償單元30。
[0027]上述實(shí)施例中，整流單元40為二極管單相橋式整流電路，電流補(bǔ)償單元30為逆變電路，并且逆變電路為單向可控全橋逆變電路。
[0028]配電網(wǎng)發(fā)生單相接地后，相對(duì)地電壓不是恒定數(shù)值，線電壓為恒定數(shù)值等于未發(fā)生故障時(shí)線電壓。因此采用二極管單相橋式整流，接到任意兩相母線上。
[0029]本實(shí)施例中，補(bǔ)償無(wú)功電容電流，不消耗有功功率，補(bǔ)償泄漏電流及諧波電流消耗有功功率，IGBT的管壓降、線路電阻等損耗也消耗有功功率，補(bǔ)償電容電流占總電流的比例很高，因此整流裝置的容量較小，可以選擇小功率二極管。逆變裝置容量較大，需要選擇大功率電力電子開(kāi)關(guān)器件。
[0030]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的整流單元的結(jié)構(gòu)示意圖。[0031 ]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，整流單元包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)二極管，另外，在整流單元40的輸出端上并聯(lián)有電容器C，并聯(lián)電容C起儲(chǔ)能和直流濾波作用，電容C使直流輸出電壓紋波減小，近似為恒值。本裝置中整流單元有功功率較小，因此電容可選擇小電容，只起到濾波作用即可。
[0032]電流補(bǔ)償單元30產(chǎn)生補(bǔ)償電流，并且電流補(bǔ)償單元30前端電容C作用為儲(chǔ)能，無(wú)功功率在配電網(wǎng)系統(tǒng)和補(bǔ)償裝置之間來(lái)回往返，能量?jī)?chǔ)能在前端電容中，電流補(bǔ)償單元30對(duì)電容容量的要求高于整流單元，因此電容容量選取依據(jù)逆變電路容量需求。補(bǔ)償電流包括無(wú)功電容電流，有功泄漏電流及諧波電流，電流較大，因此逆變電路要采用大功率電力電子開(kāi)關(guān)器件，。
[0033]圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置的逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，逆變電路包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件上并聯(lián)有二極管。
[0035]在使用上述本實(shí)用新型的補(bǔ)償裝置時(shí)，首先利用檢測(cè)單元10采集故障數(shù)據(jù)，判斷故障類(lèi)型，發(fā)生單相接地故障時(shí)，配電網(wǎng)的健全相對(duì)地電壓升高，故障相對(duì)地電壓降低，根據(jù)對(duì)地電壓特征來(lái)選擇故障相。
[0036]當(dāng)檢測(cè)單元10檢測(cè)到接地故障時(shí)，連接單元20將電流補(bǔ)償單元30連接到故障相，整流單元40將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將直流電提供給電流補(bǔ)償?shù)絾卧?0，電流補(bǔ)償單元30為故障相提供補(bǔ)償電流。
[0037]以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)描述使用本實(shí)用新型的補(bǔ)償裝置進(jìn)行電流補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程。
[0038]圖4示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的使用補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓ぷ魇疽鈭D。
[0039]當(dāng)檢測(cè)到C相發(fā)生故障后，將電流補(bǔ)償單元30連接到故障相C相，整流單元40將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，為電流補(bǔ)償單元30提供直流電。
[0040]如圖4所示，在整流單元40和電流補(bǔ)償單元30接入后，產(chǎn)生補(bǔ)償電流等于Is，一部分補(bǔ)償B相電容電流Icb，一部分補(bǔ)償A相電容電流Ica，形成A、B相、補(bǔ)償裝置、系統(tǒng)的回路，故障點(diǎn)不再有電流流過(guò)，因此故障點(diǎn)電流為零，熄滅了電弧，達(dá)到了補(bǔ)償目標(biāo)。
[0041]本實(shí)用新型的配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，通過(guò)設(shè)置整流電路和逆變電路，并將整流電路連接到任意兩相母線，逆變電路連接到故障相，通過(guò)整流電路將交流電流轉(zhuǎn)換成直流電提供給逆變電路，逆變電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流提供給故障相。另外，本實(shí)用新型的補(bǔ)償裝置能夠針對(duì)泄漏電流及諧波電流產(chǎn)生特定的補(bǔ)償電流。同時(shí)，本裝置不需要與消弧線圈配合即可消除故障電弧，能夠減小配電網(wǎng)發(fā)生其他故障的概率。
[0042]以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種配電網(wǎng)有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括: 檢測(cè)單元、連接單元、電流補(bǔ)償單元和整流單元，所述檢測(cè)單元分別與所述配電網(wǎng)的三相母線連接，用于檢測(cè)所述配電網(wǎng)是否發(fā)生單相接地故障； 所述連接單元的一端分別與所述三相母線連接，另一端連接到電流補(bǔ)償單元，所述連接單元用于將所述電流補(bǔ)償單元的輸出端連接到故障相，并將所述整流單元的輸入端連接到所述配電網(wǎng)的任意兩相母線，所述整流單元用于將所述配電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將產(chǎn)生的直流電輸入到所述電流補(bǔ)償單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述整流單元為二極管單相橋式整流電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述整流單元包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)有二極管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述電流補(bǔ)償單元為逆變電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述逆變電路為單相可控全橋逆變電路。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述逆變電路包括并聯(lián)的兩個(gè)橋臂，每個(gè)所述橋臂上包括兩個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件，所述每個(gè)可控開(kāi)關(guān)器件并聯(lián)有二極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述整流單元輸出端并聯(lián)的電容器。
【文檔編號(hào)】H02J3/26GK205429719SQ201520935227
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日
【發(fā)明人】李君 , 時(shí)振堂, 錢(qián)志紅, 李瓊, 李正茂, 杜紅勇
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院