本實用新型涉及配電控制領(lǐng)域，具體講涉及一種電梯安全衛(wèi)士。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器在電梯中的應(yīng)用日益廣泛。由于電梯變頻系統(tǒng)屬于非線性、沖擊性負荷，所以產(chǎn)生諧波和無功干擾的現(xiàn)象是不可避免的，因此，需安裝電流補償裝置，如有源電力濾波器(APF)，如圖1所示，以免電梯產(chǎn)生的諧波電流和無功電流流入電網(wǎng)，影響供電系統(tǒng)的可靠性和其它負荷的正常運行；同時，電梯對電壓質(zhì)量的要求非常高，電壓短時中斷或波動都會帶來毀滅性的影響，因此，需安裝電壓補償裝置，如不間斷電源(UPS)、動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)，用以提供符合電梯要求的供電電壓。UPS作為備用電源，可有效克服電壓跌落和瞬時電壓中斷對電梯的影響，如圖2所示，在電壓跌落或瞬時電壓中斷發(fā)生時，控制系統(tǒng)立刻切斷電梯和電網(wǎng)之間的聯(lián)系，平穩(wěn)過渡到由UPS繼續(xù)供電。DVR是一種串聯(lián)補償裝置，其可在毫秒級內(nèi)向系統(tǒng)注入電網(wǎng)正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下的電壓差，使得電梯電壓保持恒定不變，如圖3所示。

此時，若針對每一種電能質(zhì)量問題都分別采取一種類型的調(diào)節(jié)裝置，這樣多種裝置就會同時使用，將會大大增加治理成本，還會增加裝置運行維護的復(fù)雜程度，并且各裝置之間還存在著協(xié)調(diào)配合問題，影響聯(lián)合運行的可靠性，所以既不經(jīng)濟又不現(xiàn)實。

綜上，需要提供一種電梯安全衛(wèi)士，可快速補償供電電壓的突變、波動、中斷和閃變，也能平衡各相電壓，還能抑制諧波電流和補償無功功率，既保證電梯的安全運行，又節(jié)約成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實用新型提供了一種電梯安全衛(wèi)士。

本實用新型的技術(shù)方案是：

所述電梯安全衛(wèi)士包括串聯(lián)變壓器、第一濾波器、第二濾波器、變換器A、變換器B、旁路開關(guān)和隔離開關(guān)；

所述串聯(lián)變壓器的初級繞組串聯(lián)在電網(wǎng)和電梯之間的配電線上，次級繞組與所述第一濾波器連接；所述初級繞組與電網(wǎng)和電梯之間的配電線上均串聯(lián)有所述隔離開關(guān)；

所述旁路開關(guān)的數(shù)目為三，分別并聯(lián)在所述串聯(lián)變壓器的兩端；

所述變換器A連接于儲能單元與第一濾波器之間；

所述變換器B連接于所述儲能單元與第二濾波器之間，所述第二濾波器的另一端接入所述電網(wǎng)與電梯之間的配電線上。

優(yōu)選的，所述第一濾波器包括第一LC支路、第二LC支路和第三LC支路；所述第一LC支路、第二LC支路和第三LC支路均由電感L_S和電容C_S串聯(lián)組成，所述的各支路中電容C_S的另一端相互連接；

所述第二濾波器包括第四LC支路、第五LC支路和第六LC支路；所述第四LC支路、第五LC支路和第六LC支路均包括電感L_P1、電感L_P2和電容C_P，其中電感L_P1和電感L_P2串聯(lián)，電容C_P的一端連接于電感L_P1與電感L_P2之間，另一端與其余兩個支路的電容C_P的另一端相互連接；

所述串聯(lián)變壓器包括第一串聯(lián)變壓器、第二串聯(lián)變壓器和第三串聯(lián)變壓器。

優(yōu)選的，所述第一串聯(lián)變壓器中次級繞組的一端連接于所述第一LC支路中電感L_S和電容C_S之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，所述電感L_S的另一端與變換器A相連；

所述第二串聯(lián)變壓器中次級繞組的一端連接于所述第二LC支路中電感L_S和電容C_S之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，所述電感L_S的另一端與變換器A相連；

所述第三串聯(lián)變壓器中次級繞組的一端連接于所述第三LC支路中電感L_S和電容C_S之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，所述電感L_S與變換器A相連；

所述第四LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入所述電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接；

所述第五LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入所述電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接；

所述第六LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入所述電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接。

優(yōu)選的，所述變換器A為電壓源型變換器。

優(yōu)選的，所述變換器A的直流側(cè)并聯(lián)有直流電容，所述變換器B的直流側(cè)也與所述直流電容并聯(lián)；

所述直流電容與儲能單元之間串聯(lián)接入一個斷路器；

所述直流電容兩端并聯(lián)一個由開關(guān)管和電阻組成的串聯(lián)支路。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)異效果為：

本實用新型提供的一種電梯安全衛(wèi)士，其一機多能，可快速補償供電電壓的突變、波動、中斷和閃變，也能平衡各相電壓，還能抑制諧波電流和補償無功功率，既保證了電梯的安全運行，又節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1：APF示意圖；

圖2：UPS示意圖；

圖3：DVR示意圖；

圖4：本實用新型實施例中一種電梯安全衛(wèi)士結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本實用新型實施例中待機模式控制示意圖；

圖6：本實用新型實施例中充電模式控制示意圖；

圖7：本實用新型實施例中諧波補償和無功抑制模式控制示意圖；

圖8：本實用新型實施例中電壓跌落補償模式控制示意圖；

圖9：本實用新型實施例中電壓中斷補償模式控制示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

本實用新型提供的一種電梯安全衛(wèi)士，其一機多能，可快速補償供電電壓的突變、波動、中斷和閃變，也能平衡各相電壓，還能抑制諧波電流和補償無功功率，既保證了電梯的安全運行，又節(jié)約了成本。

本實用新型中電梯安全衛(wèi)士的具體實施例如圖4所示，具體為：

該電梯安全衛(wèi)士包括串聯(lián)變壓器、第一濾波器、第二濾波器、變換器A、變換器B、儲能單元、旁路開關(guān)和隔離開關(guān)。

串聯(lián)變壓器的初級繞組串聯(lián)在電網(wǎng)和電梯之間的配電線上，次級繞組與第一濾波器連接；初級繞組與電網(wǎng)和電梯之間的配電線上均串聯(lián)有隔離開關(guān)。旁路開關(guān)CB的數(shù)目為三，分別并聯(lián)在串聯(lián)變壓器的兩端；變換器A連接于儲能單元與第一濾波器之間。變換器B連接于儲能單元與第二濾波器之間，第二濾波器的另一端接入電網(wǎng)與電梯之間的配電線上。儲能單元的兩端并聯(lián)有直流電容C，直流電容C與儲能單元之間串聯(lián)接入一個斷路器QF₄；直流電容C兩端并聯(lián)一個由開關(guān)管I和電阻R組成的串聯(lián)支路。

本實施例中變換器為電壓源型變換器，串聯(lián)變壓器包括第一串聯(lián)變壓器、第二串聯(lián)變壓器和第三串聯(lián)變壓器，如圖4所示，串聯(lián)變壓器包括第一串聯(lián)變壓器T_a、第二串聯(lián)變壓器T_b和第三串聯(lián)變壓器T_c。

①：第一串聯(lián)變壓器T_a中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QS₁與電網(wǎng)連接，另一端通過隔離開關(guān)QS₂與電梯連接。

②：第二串聯(lián)變壓器T_b中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QS₃與電網(wǎng)連接，另一端通過隔離開關(guān)QS₄與電梯連接。

③：第三串聯(lián)變壓器T_c中初級繞組的一端通過隔離開關(guān)QS₅與電網(wǎng)連接，另一端通過隔離開關(guān)QS₆與電梯連接。

如圖4所示，第一濾波器包括第一LC支路、第二LC支路和第三LC支路；第一LC支路、第二LC支路和第三LC支路均由電感L_s和電容C_s串聯(lián)組成，第一LC支路、第二LC支路和第三LC支路電容C_S的另一端相互連接。第二濾波器包括第四LC支路、第五LC支路和第六LC支路；所述第四LC支路、第五LC支路和第六LC支路均包括電感L_P1、電感L_P2和電容C_P，其中電感L_P1和電感L_P2串聯(lián)，電容C_P的一端連接于電感L_P1與電感L_P2之間，另一端與其余兩個支路的電容C_P的另一端相互連接。

串聯(lián)變壓器中次級繞組的一端連接于電感和電容之間，次級繞組的另一端與電容的另一端連接；電感與變換器相連。具體為：

①：第一串聯(lián)變壓器T_a中次級繞組的一端連接于第一LC支路中電感L_s和電容C_s之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，電感L_S的另一端與變換器A相連。

②：第二串聯(lián)變壓器T_b中次級繞組的一端連接于第二LC支路中電感L_s和電容C_s之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，電感L_S的另一端與變換器A相連。

③：第三串聯(lián)變壓器T_c中次級繞組的一端連接于第三LC支路中電感L_s和電容C_s之間，次級繞組的另一端與其余兩個串聯(lián)變壓器的次級繞組相互連接，電感L_S與變換器A相連。

第四LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接；第五LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入所述電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接；第六LC支路中電感L_P1的另一端通過斷路器接入電網(wǎng)與電梯之間的一相配電線，電感L_P2的另一端與變換器B連接。

本實用新型中電梯安全衛(wèi)士的控制方法為：首先判斷該電梯安全衛(wèi)士的工作狀態(tài)，然后依據(jù)工作狀態(tài)選取控制策略；本實施例中該電梯安全衛(wèi)士的工作狀態(tài)包括待機模式、充電模式、諧波抑制和無功補償模式、電壓跌落補償模式以及電壓中斷補償模式。

1、待機模式

如圖5所示，當電梯安全衛(wèi)士發(fā)生故障或者需要檢修時，電梯安全衛(wèi)士處于待機模式，其控制策略包括：

(1)旁路開關(guān)CB閉合；

(2)隔離開關(guān)QS₁、QS₂、QS₃、QS₄、QS₅和QS₆斷開；

(3)變換器A閉鎖；

(4)斷路器QF₁、QF₂和QF₃斷開；

(5)變換器B閉鎖；

(6)斷路器QF₄斷開；

(7)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關(guān)管I導(dǎo)通，直流電容C通過電阻R放電。

2、充電模式

如圖6所示，當儲能單元需要充電時，電梯安全衛(wèi)士處于充電模式，其控制策略包括：

(1)旁路開關(guān)CB閉合；

(2)隔離開關(guān)QS₁、QS₂、QS₃、QS₄、QS₅和QS₆斷開；

(3)變換器A閉鎖；

(4)斷路器QF₁、QF₂和QF₃閉合；

(5)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關(guān)管I斷開；

(6)變換器B處于整流狀態(tài)，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電；

(7)斷路器QF₄閉合，儲能單元進入充電狀態(tài)。

3、諧波抑制和無功補償模式

如圖7所示，當檢測到電梯產(chǎn)生諧波和無功時，電梯安全衛(wèi)士處于諧波抑制和無功補償模式，其控制策略包括：

(1)旁路開關(guān)CB閉合；

(2)隔離開關(guān)QS₁、QS₂、QS₃、QS₄、QS₅和QS₆斷開；

(3)變換器A閉鎖；

(4)斷路器QF₁、QF₂和QF₃閉合；

(5)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關(guān)管I斷開；

(6)斷路器QF₄斷開；

(7)變換器B處于諧波抑制和無功補償狀態(tài)。

4、電壓跌落補償模式

如圖8所示，當電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落時，電梯安全衛(wèi)士處于電壓跌落補償模式，其控制策略包括：

(1)斷路器QF₁、QF₂和QF₃斷開；

(2)變換器B閉鎖；

(3)并聯(lián)在直流電容C兩端的開關(guān)管I斷開；

(4)斷路器QF₄斷開；

(5)旁路開關(guān)CB斷開；

(6)隔離開關(guān)QS₁、QS₂、QS₃、QS₄、QS₅和QS₆閉合；

(7)變換器A進入逆變狀態(tài)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

5、電壓中斷補償模式

如圖9所示，當電網(wǎng)電壓發(fā)生中斷時，電梯安全衛(wèi)士處于電壓中斷補償模式，其控制策略包括：

(1)旁路開關(guān)CB斷開；

(2)隔離開關(guān)QS₁、QS₂、QS₃、QS₄、QS₅和QS₆斷開；

(3)變換器A閉鎖；

(4)斷路器QF₁、QF₂和QF₃閉合；

(5)將并聯(lián)在直流電容C兩端的開關(guān)管I斷開；

(6)斷路器QF₄閉合；

(7)變換器B進入逆變狀態(tài)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

最后應(yīng)當說明的是：所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。