CN213585167U - 一种高压svg功率模块的充放电及控制电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,包括依次线路连接的高隔离耐压单相充电变压器T1、整流器Z1、限流电阻R1、两相常闭触点继电器J2、低隔离耐压单相取电变压器T2和链节控制板,还包括与限流电阻R1并联连接的单相常开触点继电器J1,所述两相常闭触点继电器J2与SVG功率模块上的直流电容C连接。本实用新型可以大幅度减少高隔离耐压单相充电变压器低局部放电指标带来的造价高,以及功率模块自身放电速度慢等缺点,供电可靠;本实用新型也可应用于其他高压充电和控制用电的电力电子变流装置,如多电平模块化变流器。
Description
技术领域
本实用新型属于电气自动化设备技术领域,涉及一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置。
背景技术
SVG有源动态无功和补偿装置是基于IGBT链式换流器的静止同步补偿器(SVG或STATCOM),是交流电网动态无功补偿技术的发展方向。SVG为自换相电压源变流器,通过变压器或者电抗器并联到电网上,通过调节电压源变流器交流侧输出电压的幅值和相位就可以使变流器输出连续变化的容性或者感性无功电流,或者谐波电流,实现有源动态无功补偿和谐波补偿的目的。高压SVG的主电路主要是由多个链节(又称为单相H桥换流器)交流输出串联而成,每相模块数量随着电压等级的提高,等比例的增多。
现有的高压SVG模块在使用时,当SVG链式变流器输出交流电压较高时,如果从链式换流器外部为直流电容充电和控制部分提供电源,需要使用隔离变压器,而隔离变压器需解决高耐压和低局放问题;特别是其控制部分的供电对低局放的要求更高,这样就使得隔离变压器体积大、成本高;如果从链式换流器的直流电容上取电,一旦模块故障,会导致链节控制板失电,SVG上层控制器无法与链节控制板通信,出现一些不可预测的故障。当装置停止运行需要检修时,功率模块上的电压通常靠自身的阻抗慢慢释放掉,需要等待较长时间才能打开功率柜门查看。因此,需要寻找一种为高压SVG功率模块供电可靠,成本较低、停机时放电速度快的充放电及控制电源装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题,提供一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,可以解决常用的功率模块充电及控制电源所固有的隔离变压器低局部放电指标带来的造价高,以及功率模块自身放电速度慢等问题。
为达到上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:
一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,包括依次线路连接的高隔离耐压单相充电变压器T1、整流器Z1、限流电阻R1、两相常闭触点继电器J2、低隔离耐压单相取电变压器T2和链节控制板,还包括与限流电阻R1并联连接的单相常开触点继电器J1,所述两相常闭触点继电器J2与SVG功率模块上的直流电容C连接。
进一步的,高隔离耐压单相充电变压器T1的原边连接低压交流控制电源,副边与整流器Z1连接。交流控制电源通过高隔离耐压单相充电变压器T1将低压和主电路的高压实现隔离。
进一步的,低隔离耐压单相取电变压器T2的原边与限流电阻R1的一端和整流器Z1的负极性端连接,副边与链节控制板相连;可以为链节控制板提供控制电源。
进一步的,整流器Z1的正极性端与限流电阻R1连接,负极性端连接两相常闭触点继电器J2的一个触点。
进一步的,单相常开触点继电器J1和两相常闭触点继电器J2由链节控制板进行控制。
进一步的,两相常闭触点继电器J2包括两组触点,一组触点的两端分别连接直流电容C的正极和限流电阻R1的一端,另一组触点分别对应连接直流电容C的负极和整流器Z1的负极性端。
进一步的,整流器Z1将通过高隔离耐压单相充电变压器T1实现隔离的低压交流控制电源的交流电转换为直流电。
进一步的,链节控制板通过光纤与SVG主控制器实现通信控制。
与现有的技术相比,本实用新型的优点在于:
1.本实用新型采用高隔离耐压单相充电变压器、整流器,充电电阻和继电器组合的方式为链节提供充电电源,再与低隔离耐压单相取电变压器相组合为功率模块的控制板供电,可以大幅度减少高隔离耐压单相充电变压器低局部放电指标带来的造价高,以及功率模块自身放电速度慢等问题;
2.本实用新型也可应用于其他高压充电和控制用电的电力电子变流装置,如多电平模块化变流器(MMC变流器)。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本实用新型充放电和控制电源装置电路构成图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示,本实施例中SVG功率模块的主电路由半导体开关器件和直流电容C构成,SVG功率模块的主电路通过主断路器DZ与***母线相连。
下面部分为本实施例的充放电和控制电源装置,每个功率模块内均包含一组这样的装置,每组内包括高隔离耐压单相充电变压器T1、整流器Z1、限流电阻R1、两相常闭触点继电器J2、低隔离耐压单相取电变压器T2、链节控制板和单相常开触点继电器J1。
本实施例一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,包括依次线路连接的高隔离耐压单相充电变压器T1、整流器Z1、限流电阻R1、两相常闭触点继电器J2、低隔离耐压单相取电变压器T2和链节控制板,还包括与限流电阻R1并联连接的单相常开触点继电器J1,所述两相常闭触点继电器J2与SVG功率模块上的直流电容C连接。
本实施例高隔离耐压单相充电变压器T1的原边连接低压交流控制电源,副边与整流器Z1连接;低隔离耐压单相取电变压器T2的原边与限流电阻R1的一端和整流器Z1的负极性端连接,副边与链节控制板相连,可以为链节控制板提供控制电源。
单相常开触点继电器J1和两相常闭触点继电器J2由链节控制板进行控制;两相常闭触点继电器J2包括两组触点,一组触点的两端分别连接直流电容C的正极和限流电阻R1的一端,另一组触点分别对应连接直流电容C的负极和整流器Z1的负极性端。
整流器Z1的正极性端与限流电阻R1连接,负极性端连接两相常闭触点继电器J2的一个触点;整流器Z1将通过高隔离耐压单相充电变压器T1实现隔离的低压交流控制电源的交流电转换为直流电;链节控制板通过光纤与SVG主控制器实现通信控制,SVG主控制器可控制主断路器DZ的断开闭合状态。
本实施例当SVG装置启动时,装置的主断路器DZ断开,这样模块上并没有高压电,首先为功率模块的直流电容C进行充电;充电时,两相常闭触点继电器J2为闭合状态。具体充电过程为:交流控制电源通过高隔离耐压单相充电变压器T1将低压和主电路的高压实现相隔离,整流器Z1将交流电转化为直流电,通过限流电阻R1及两相常闭触点继电器J2给直流电容C充电。同时链节控制板通过低隔离耐压单相取电变压器T2进行取电,实现正常工作,检测直流电容C上的电压;当电压超过设定的阀值,由链节控制板控制单相常开触点继电器J1闭合,进一步给直流电容C充电,当充电超过另一个设定的更高的电压阀值后,由链节控制板控制闭合状态的两相常闭触点继电器J2断开,同时与SVG主控制器通信,由主控制器闭合装置的主断路器DZ,此时模块上两相常闭触点继电器J2已经与功率模块的直流电容C断开,实现了链节控制部分与主电路的电气隔离;单相常开触点继电器J1将限流电阻R1短接,确保了链节控制板的供电电源更加稳定,也减少了功率消耗。
当SVG装置停机时,首先断开装置的主断路器DZ,将装置与电网的高压电切断,此时SVG主控制器与链节控制板通信,链节控制板收到主断路器DZ已经断开的状态,链节控制板再控制单相常开触点继电器J1断开、两相常闭触点继电器J2吸合,形成直流电容C的放电回路,直流电容上的电可快速通过限流电阻R1释放。当主控制器与链节控制板通信,监测到直流电容C上的电压低于设定的阀值后,即可断开交流控制电源,功率模块的直流电容C上的电也快速通过限流电阻R1和链节控制板完全释放,实现装置的完全停机,提高了装置的安全性。
另外链节控制板的控制取电相当于经过了两级变压器,第一级变压器为高隔离耐压单相充电变压器T1,实现了低压与高压的电气隔离,第二级变压器为低隔离耐压单相取电变压器T2,可以将第一级变压器局部放电指标带来的影响降低,保证了链节控制板的正常工作。两级变压器的设计相当于降低了第一级高隔离耐压单相充电变压器的造价成本。
本实施例也可应用于其他高压充电和控制用电的电力电子变流装置,比如多电平模块化变流器(MMC变流器)。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,包括依次线路连接的高隔离耐压单相充电变压器T1、整流器Z1、限流电阻R1、两相常闭触点继电器J2、低隔离耐压单相取电变压器T2和链节控制板,还包括与限流电阻R1并联连接的单相常开触点继电器J1,所述两相常闭触点继电器J2与SVG功率模块上的直流电容C连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述高隔离耐压单相充电变压器T1的原边连接低压交流控制电源,副边与整流器Z1连接。
3.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述低隔离耐压单相取电变压器T2的原边与限流电阻R1的一端和整流器Z1的负极性端连接,副边与链节控制板相连。
4.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述整流器Z1的正极性端与限流电阻R1连接,负极性端连接两相常闭触点继电器J2的一个触点。
5.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述单相常开触点继电器J1和两相常闭触点继电器J2由链节控制板进行控制。
6.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述两相常闭触点继电器J2包括两组触点,一组触点的两端分别连接直流电容C的正极和限流电阻R1的一端,另一组触点分别对应连接直流电容C的负极和整流器Z1的负极性端。
7.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述整流器Z1将通过高隔离耐压单相充电变压器T1实现隔离的低压交流控制电源的交流电转换为直流电。
8.根据权利要求1所述的一种高压SVG功率模块的充放电及控制电源装置,其特征在于,所述链节控制板通过光纤与SVG主控制器实现通信控制。
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