一種svg有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，包括采樣電路、信號(hào)調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG變流電路，所述采樣電路的輸出端依次通過信號(hào)調(diào)制電路與驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而與SVG變流電路的輸入端連接，所述SVG變流電路的輸出端通過直流電壓傳感器與采樣電路的輸入端連接。本實(shí)用新型通過采用SVG變流電路，有效實(shí)現(xiàn)了無功和諧波補(bǔ)償?shù)男Ч芎玫馗纳屏穗娔苜|(zhì)量，并且比傳統(tǒng)的裝置調(diào)節(jié)速度更快，運(yùn)行范圍更寬，大大提升設(shè)備的運(yùn)行效率和電力能源的使用效率。而且SVG變流電路采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，能有效減少裝置成本，以及大大降低開關(guān)的損耗。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于無功和諧波補(bǔ)償產(chǎn)品中。
【專利說明】一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子電路領(lǐng)域，尤其涉及一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電能的質(zhì)量問題主要由負(fù)荷方面引起，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，它既給現(xiàn)代工業(yè)帶來節(jié)能和能量變換積極的一面，同時(shí)又對(duì)電能質(zhì)量帶來了新的更加嚴(yán)重的損害，已成為電網(wǎng)的主要諧波污染源。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，使絕緣老化，壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波還會(huì)引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波被放大，致使電容器等設(shè)備燒毀。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能補(bǔ)償諧波，改善電能質(zhì)量的一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，包括采樣電路、信號(hào)調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG變流電路，所述采樣電路的輸出端依次通過信號(hào)調(diào)制電路與驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而與SVG變流電路的輸入端連接，所述SVG變流電路的輸出端通過直流電壓傳感器與采樣電路的輸入端連接。
[0006]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述SVG變流電路包括第一 IGBT管、第二 IGBT管、第三IGBT管、第四IGBT管、電阻、電感和電容，所述驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端與第一 IGBT管的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端與第二 IGBT管的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第三輸出端與第三IGBT管的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第四輸出端與第四IGBT管的柵極連接，所述第一 IGBT管的發(fā)射極與第二 IGBT管的集電極連接，所述第三IGBT管的發(fā)射極與第四IGBT管的集電極連接，第一 IGBT管的發(fā)射極通過電阻和電感進(jìn)而與第三IGBT管的發(fā)射極連接，所述第一 IGBT管的集電極與第三IGBT管的集電極連接，所述第二 IGBT管的發(fā)射極與第四IGBT管的發(fā)射極連接，所述第三IGBT管的集電極與電容的正極端連接，所述電容的負(fù)極端與第四IGBT管的發(fā)射極連接，直流電壓傳感器并聯(lián)接在電容的兩端。
[0007]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電容為儲(chǔ)能電解電容。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]本實(shí)用新型一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置通過采用SVG變流電路，有效實(shí)現(xiàn)了無功和諧波補(bǔ)償?shù)男Ч?，很好地改善了電能質(zhì)量，并且比傳統(tǒng)的裝置調(diào)節(jié)速度更快，運(yùn)行范圍更寬，大大提升設(shè)備的運(yùn)行效率和電力能源的使用效率。而且SVG變流電路采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，能有效減少裝置成本，以及大大降低開關(guān)的損耗。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0011]圖1是本實(shí)用新型一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置的原理方框圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置的SVG變流電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，包括采樣電路、信號(hào)調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG變流電路，所述采樣電路的輸出端依次通過信號(hào)調(diào)制電路與驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而與SVG變流電路的輸入端連接，所述SVG變流電路的輸出端通過直流電壓傳感器與采樣電路的輸入端連接。
[0014]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述SVG變流電路包括第一 IGBT管Tl、第二 IGBT管T2、第三IGBT管T3、第四IGBT管T4、電阻R、電感L和電容C，所述驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端與第一 IGBT管Tl的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端與第二 IGBT管T2的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第三輸出端與第三IGBT管T3的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第四輸出端與第四IGBT管T4的柵極連接，所述第一 IGBT管Tl的發(fā)射極與第二 IGBT管T2的集電極連接，所述第三IGBT管T3的發(fā)射極與第四IGBT管T4的集電極連接，第一 IGBT管Tl的發(fā)射極通過電阻R和電感L進(jìn)而與第三IGBT管T3的發(fā)射極連接，所述第一 IGBT管Tl的集電極與第三IGBT管T3的集電極連接，所述第二 IGBT管T2的發(fā)射極與第四IGBT管T4的發(fā)射極連接，所述第三IGBT管T3的集電極與電容C的正極端連接，所述電容C的負(fù)極端與第四IGBT管T4的發(fā)射極連接，直流電壓傳感器并聯(lián)接在電容C的兩端。
[0015]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電容C為儲(chǔ)能電解電容。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理為:本實(shí)用新型通過采樣電路采集電源的電壓、電流的幅值、周期和相位，采集到的`信`號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制處理，然后通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)SVG變流電路的IGBI管，從而將所需的補(bǔ)償電流輸出到電網(wǎng)，完成無功和諧波補(bǔ)償?shù)墓δ堋６?，直流電壓傳感器?huì)反饋SVG變流電路的電壓至采樣電路，使得電路能自行進(jìn)行調(diào)整。
[0017]從SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在補(bǔ)償無功的基礎(chǔ)上還對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行抑制，只需要使SVG輸出相應(yīng)的諧波電流即可。因此，從這個(gè)意義上說，SVG能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償無功電流和諧波電流的雙重目標(biāo)。
[0018]通過對(duì)SVG原理的描述可以知道，SVG可以根據(jù)負(fù)載特點(diǎn)和工況，自動(dòng)調(diào)節(jié)其輸出的無功功率的大小和性質(zhì)。因此，從本質(zhì)上講，SVG可以等效為大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)的電抗器。
[0019]SVG是目前最為先進(jìn)的無功補(bǔ)償技術(shù)，其基于電壓源型變流器的補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍。通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)無功能量的變換。從技術(shù)上講，SVG較傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置有如下優(yōu)勢(shì):
[0020]1、響應(yīng)時(shí)間更快
[0021]SVG 的響應(yīng)時(shí)間 5msο
[0022]傳統(tǒng)靜補(bǔ)裝置的響應(yīng)時(shí)間:≤10ms。
[0023]SVG可在極短的時(shí)間之內(nèi)完成從額定容性無功功率到額定感性無功功率的相互轉(zhuǎn)換，這種無可比擬的響應(yīng)速度完全可以勝任對(duì)沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償。
[0024]2、抑制電壓閃變能力更強(qiáng)[0025]SVC對(duì)電壓閃變的抑制最大可達(dá)2:1，SVG對(duì)電壓閃變的抑制可以達(dá)到5:1，甚至更高。SVC受到響應(yīng)速度的限制，其抑制電壓閃變的能力不會(huì)隨補(bǔ)償容量的增加而增加。而SVG由于響應(yīng)速度極快，增大裝置容量可以繼續(xù)提高抑制電壓閃變的能力。
[0026]3、運(yùn)行范圍更寬
[0027]SVG能夠在額定感性到額定容性的范圍內(nèi)工作，所以比SVC的運(yùn)行范圍寬很多。也就是說，當(dāng)SVC需要在正負(fù)全范圍運(yùn)行時(shí)，需要TCR和FC配合使用，整個(gè)裝置損耗較大，占地面積也較大。
[0028]更重要的是，在系統(tǒng)電壓變低時(shí)，SVG還能夠輸出與額定工況相近的無功電流。而SVC輸出的無功電流與電網(wǎng)電壓成正比，電網(wǎng)電壓越低，其輸出的無功電流也越低，所以對(duì)電網(wǎng)的補(bǔ)償能力也相應(yīng)變?nèi)酢＿@是SVC技術(shù)本質(zhì)的缺點(diǎn)。
[0029]4、補(bǔ)償功能多樣化
[0030]使同一套SVG裝置，可以實(shí)現(xiàn)不同的多種補(bǔ)償功能:單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載無功、單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載諧波、單獨(dú)補(bǔ)償負(fù)載不平衡，以及同時(shí)補(bǔ)償負(fù)載無功、諧波和不平衡。
[0031]5、諧波含量極低
[0032]SVG不僅自身產(chǎn)生的諧波含量極低，還能夠?qū)ω?fù)載的諧波和無功進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波的功能，真正做到多功能化。
[0033]而傳統(tǒng)的TCR和TSC自身均要產(chǎn)生很大的諧波電流，所以還需要安裝相應(yīng)的FC濾波裝置，增加了額外的成本。
[0034]6、占地面積較小
[0035]由于無需大容量的電容器和電抗器做儲(chǔ)能元件，SVG的占地面積通常只有相同容量SVC的50%，甚至更小。所以，在一些廠礦改造中SVG具有很大的優(yōu)勢(shì)。
[0036]7、設(shè)備損耗較低
[0037]設(shè)備本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和高壓變頻的結(jié)構(gòu)相似，因此損耗也基本差不多。電壓源型逆變器的損耗一般很小，SVG由多個(gè)逆變器串聯(lián)、或者并聯(lián)組成，逆變器部分總的損耗一般不超過總?cè)萘康?.8%。由于SVG容量只是MCR、TCR的一半，F(xiàn)C的損耗只有MCR、TCR的一半。
[0038]以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，其特征在于:包括采樣電路、信號(hào)調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG變流電路，所述采樣電路的輸出端依次通過信號(hào)調(diào)制電路與驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而與SVG變流電路的輸入端連接，所述SVG變流電路的輸出端通過直流電壓傳感器與采樣電路的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述SVG變流電路包括第一 IGBT管(Tl)、第二 IGBT管(T2)、第三IGBT管(T3)、第四IGBT管(T4)、電阻(R)、電感(L)和電容(C)，所述驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端與第一 IGBT管(Tl)的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第二輸出端與第二 IGBT管(T2)的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第三輸出端與第三IGBT管(T3)的柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的第四輸出端與第四IGBT管(T4)的柵極連接，所述第一 IGBT管(Tl)的發(fā)射極與第二 IGBT管(T2)的集電極連接，所述第三IGBT管(T3)的發(fā)射極與第四IGBT管(T4)的集電極連接，第一 IGBT管(Tl)的發(fā)射極通過電阻(R)和電感(L)進(jìn)而與第三IGBT管(T3)的發(fā)射極連接，所述第一 IGBT管(Tl)的集電極與第三IGBT管(T3)的集電極連接，所述第二 IGBT管(T2)的發(fā)射極與第四IGBT管(T4)的發(fā)射極連接，所述第三IGBT管(T3)的集電極與電容(C)的正極端連接，所述電容(C)的負(fù)極端與第四IGBT管(T4)的發(fā)射極連接，直流電壓傳感器并聯(lián)接在電容(C)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SVG有源動(dòng)態(tài)無功和諧波補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述電容(C)為儲(chǔ)能電解電容。
【文檔編號(hào)】H02J3/01GK203632257SQ201320885052
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】梁子健, 陳建彬, 黃河深 申請(qǐng)人:廣州匯雋電力工程設(shè)計(jì)有限公司