CN207200283U - 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 - Google Patents
一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207200283U CN207200283U CN201721007547.XU CN201721007547U CN207200283U CN 207200283 U CN207200283 U CN 207200283U CN 201721007547 U CN201721007547 U CN 201721007547U CN 207200283 U CN207200283 U CN 207200283U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- low
- frequency transformer
- circuit
- industrial frequency
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 2
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
构造简单,成本低,使用稳定,效果好的一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路,包括一工频变压器和一AC‑DC‑AC变流器,所述AC‑DC‑AC变流器是由AC‑DC整流电路和DC‑AC逆变电路连接而成的背靠背变流器,所述整流电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥整流电路,所述逆变电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥逆变电路,所述整流电路输出侧通过稳压电容C1与所述逆变电路输入侧连接,所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接。本实用新型适用于低压配电网输出电压偏移过低时电压增补。
Description
技术领域
本实用新型属于低压配电网领域,涉及配电网输出电压的控制。本实用新型实现低压潮流串补法进行配电网电压补偿,是低压配电网的一种低成本、高可靠性电压补偿电路。
背景技术
近年来,由于用电负荷持续快速增长,以前矛盾并不突出的380V低压配电网络电压跌落现象呈上升趋势,从而造成用户端电压不符合用电要求。根据电压质量行业标准,380V低压配电网的电压偏移应在±7%以内,即353~406V;对于220V单相用户,电压偏移应在-10%~+5%,即198~231V。电压偏移超出允许电压时,会出现使对电压质量敏感的家用电器,如空调、电视机等,无法正常工作,甚至发生损坏的现象。
为解决电压偏移的情况,传统常用有如下方案:1)更换变压器的容量; 2)更换线路;3)使用电能质量综合治理装置等。根据实际调研情况,大部分地区现有变压器容量足以满足现阶段和未来一定时间内的使用。若使用更换线路的措施,即通过增大线路的线径,常会涉及电线杆的更换,其成本将大大增加。为此,目前常用添加电能质量综合治理装置进行改进,其拓扑结构如图1所示。其工作原理:通过测量电路获得接入点电压、负荷电流、设备输出电流、直流电容器电压等信号,利用测量所得信号检出负荷电流的无功分量、不平衡分量和各次谐波分量,这就是设备的输出电流参考信号,进而控制***的数字信号处理器根据电流参考信号计算得出作用于逆变器的 PWM控制脉冲,并通过控制电路驱动逆变桥的电子开关器件(IGBT),从而输出相应的无功分量、不平衡分量和各次谐波分量,实现补偿功能。简单分析可知,其有如下缺点:1)只能提供无功补偿,不能显著改善因电压线路线阻造成电压跌落的现象;2)不能全时段接入工作;3)对DC母线电容器和电力电子器件性能要求高等。因此灵活可靠、高性能的电压补偿装置的设计很有意义。
发明内容
本实用新型在于克服现有技术的不足,提出一种设计合理、维护方便、成本较低并且能够有效治理低压配电网电压偏移的补偿电路,即一种基于低压潮流串补法(Lowvoltage power flow series,LVPFS)的配电网电压跌落补偿电路。
本实用新型采用的技术方案包括一工频变压器和一AC-DC-AC变流器,其特殊之处是所述AC-DC-AC变流器是由AC-DC整流电路和DC-AC逆变电路连接而成的背靠背变流器,
所述整流电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥整流电路,所述逆变电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥逆变电路,所述整流电路输出侧通过稳压电容C1与所述逆变电路输入侧连接,所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接。
所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接,可以是所述工频变压器T副边侧经串联电感L1后与所述整流电路输入侧并联,工频变压器T原边侧与配电网***侧并联,所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧的零线与低压配电网的火线连接,滤波电路输出侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接,也可以是所述整流电路输入侧通过串联电感L1后与配电网***侧并联,所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧与所述工频变压器T原边侧并联,工频变压器T副边侧的零线与低压配电网的火线连接,工频变压器T副边侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
本实用新型中所述背靠背变流器可等效为整流电路+逆变电路。本实用新型实为在一工频变压器和一AC-DC-AC变流器联结,添加少量所述元件构成,在此基础上与低压配电网***连接,有两种接法,一种接法:整流电路经工频变压器与配电网隔离,逆变电路的零线与低压配电网的火线相连,并将逆变电路的火线与低压配电网的零线作为低压配电网电压补偿后的输出。另一种接法:逆变电路输出侧直接挂接在配电网上,并经工频变压器将逆变电路输出侧隔离输出,工频变压器的非同名端接低压配电网的火线,其同名端和低压配电网的零线分别作为输出侧的火线和零线。
当低压配电网单相负荷端(用户端)电压低于所需正常工作电压,通过本实用新型提供一个与偏离正常电压值相关的小电压,使其与配电网输出侧串联输出,以满足负荷侧所需正常工作电压。相比在线路串联AC-AC或 AC-DC-AC装置进行升压的方法,本实用新型属于低电压、小功率装置,从而节省了成本。本实用新型中的绝缘栅双极型晶体管IGBT,本身可通过控制开通时间提供无功功率。相比传统方式中使用仅可提供无功补偿的电能质量综合治理装置,本实用新型既可以提供无功补偿又可以补偿因线路电阻造成电压跌落值(有功补偿)。
附图说明
图1是传统常用电能质量综合治理装置示意图。
图2是本实用新型工频变压器在整流侧的线路示意图。
图3是本实用新型工频变压器在逆变侧的线路示意图。
图4A是应用本实用新型的低压配电网***侧电压电流波形图。
图4B是应用本实用新型的低压配电网负荷侧电压电流波形图。
图5是本实用新型采用工频变压器在整流侧拓扑结构的主要波形图。
图6是本实用新型采用工频变压器在逆变侧拓扑结构的主要波形图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的实施方式。
图2是采用本实用新型第一种拓扑结构的低压潮流串补装置的线路示意图,假定文中***端电压跌至180V,负荷端电压调整至的目标是220V,并设定工频变压器T变比为1:1,各线路电流标注如图2所示。背靠背变流器中整流电路经工频变压器T串联电感L1并与配电网***侧(主端)隔离,即工频变压器T副边侧经串联电感L1后与所述整流电路输入侧并联,工频变压器T原边侧与配电网***侧并联,同时整流电路将***侧单相交流电整流成直流电,通过电容C1和直流导线与逆变电路相连;所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧的零线与低压配电网的火线连接,滤波电路输出侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
图2中有如下关系:
由上述假定和公式(1)可知,
式中,P负荷为负荷侧所消耗的功率,P***为***侧所提供的功率,P补偿为流过补偿装置的功率。
易知,P***=P负荷,Δv=220V-180V=40V,所以流过低压潮流串补装置的功率与负荷侧所需功率比为:
ρ=P补偿/P负荷=Δv/220=18.18% (3)
流过变压器的功率PT=180*I6,忽略线路损耗,则有 PT=P补偿=18.18%P负荷,即流过变压器的功率仅为全部功率的18.18%,又因其为工频变压器,故整体成本相对较小。
图3是采用本实用新型第二种拓扑结构的低压潮流串补装置的线路示意图,同上,假定文中***端电压跌至180V,负荷端电压调整至的目标是 220V,并设定工频变压器T变比为1:1,各线路电流标注如图3所示。背靠背变流器中整流电路直接与低压配电网***侧(主端)相连,即整流电路输入侧通过串联电感L1后与配电网***侧并联,同时利用整流电路拓扑结构将***侧单相交流电整流成直流电,例如400VDC,并通过电容C1和直流传输线与逆变电路相连;逆变电路将400V直流电逆变成配电网用户侧可以正常使用的交流电;所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧与所述工频变压器T原边侧并联,工频变压器T副边侧的零线与低压配电网的火线连接,工频变压器T副边侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
图3中有如下关系:
由上述假定和公式(3)可知,
式中,P负荷为负荷侧所消耗的功率,P***为***侧所提供的功率,P补偿为流过补偿装置的功率。
易知,P***=P负荷,Δv=220V-180V=40V,所以流过低压潮流串补装置的功率与负荷侧所需功率比为:
ρ=P补偿/P负荷=Δv/220=40/220=18.18% (6)
流过变压器的功率PT=Δv*I7,忽略线路损耗,则有 PT=P补偿=18.18%P负荷,即流过变压器的功率仅为全部功率的18.18%,又因其为工频变压器,故整体成本相对较小。
Claims (3)
1.一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路,包括一工频变压器和一AC-DC-AC变流器,其特征是所述AC-DC-AC变流器是由AC-DC整流电路和DC-AC逆变电路连接而成的背靠背变流器;
所述整流电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥整流电路,所述逆变电路是由绝缘栅双极型晶体管IGBT和反并联二极管VD连接构成的全桥逆变电路,所述整流电路输出侧通过稳压电容C1与所述逆变电路输入侧连接,所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接。
2.如权利要求1所述的补偿电路,其特征是所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接,是指所述工频变压器T副边侧经串联电感L1后与所述整流电路输入侧并联,工频变压器T原边侧与配电网***侧并联,所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧的零线与低压配电网的火线连接,滤波电路输出侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
3.如权利要求1所述的补偿电路,其特征是所述工频变压器T与所述变流器连接,工频变压器T并与低压配电网侧连接,是指所述整流电路输入侧通过串联电感L1后与配电网***侧并联,所述逆变电路输出侧与由电感L2和电容C2构成的滤波电路连接,该滤波电路输出侧与所述工频变压器T原边侧并联,工频变压器T副边侧的零线与低压配电网的火线连接,工频变压器T副边侧的火线与低压配电网的零线成为低压配电网电压补偿后的输出侧。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201721007547.XU CN207200283U (zh) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201721007547.XU CN207200283U (zh) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN207200283U true CN207200283U (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=61797337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201721007547.XU Expired - Fee Related CN207200283U (zh) | 2017-08-11 | 2017-08-11 | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN207200283U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107394787A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-24 | 浙江大学 | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 |
-
2017
- 2017-08-11 CN CN201721007547.XU patent/CN207200283U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107394787A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-24 | 浙江大学 | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107896069A (zh) | 一种新型单相混合三电平整流器 | |
CN110365205A (zh) | 一种高效率图腾柱无桥pfc整流器控制方法 | |
CN201805362U (zh) | 一种用于航空航天交流直流变换的分级限流电路 | |
CN204205599U (zh) | 一种电子式馈线有载调压装置 | |
CN102064712A (zh) | 一种基于简易pfc的电力电子变压器 | |
CN109347343A (zh) | 一种可实现多分布式储能的多端口储能变流器及方法 | |
CN109889073A (zh) | 驱动控制电路和家电设备 | |
CN100382416C (zh) | 变频空调电源功率因数校正装置 | |
CN201408996Y (zh) | 一种带有功率因数校正的三相输入均流控制器 | |
CN203104332U (zh) | 一种交直流通用的交流适配器 | |
CN102437752A (zh) | 一种用于航空航天交流直流变换的分级限流电路 | |
CN106160504A (zh) | 交流宽电压输入的电力电子交流稳压器 | |
CN207200283U (zh) | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 | |
CN206673592U (zh) | 一种综合补偿型交流稳压电源 | |
CN106411149A (zh) | 一种基于串联补偿的全固态的斩波调压电路及调压方法 | |
CN206422703U (zh) | 一种基于高功率因素校正的单相ac‑dc变换器 | |
CN206432913U (zh) | 一种多路输出开关电源 | |
CN202444423U (zh) | 一种串联型半桥dc-dc变换器 | |
CN217362917U (zh) | 一种单相工频交流电源转换变频三相交流正弦波电源的装置 | |
CN207021893U (zh) | 一种配网电源低视在功耗电路 | |
CN201966809U (zh) | 一种基于简易pfc的电力电子变压器 | |
CN107394787A (zh) | 一种基于低压潮流串补法的配电网电压跌落补偿电路 | |
CN208955898U (zh) | 基于pfc电路和谐振电路的单芯片控制电路 | |
CN105991039A (zh) | 一种智能调压稳压器 | |
CN108306530A (zh) | 一种用于提高输出电压范围的调节装置及调节方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180406 Termination date: 20190811 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |