專利名稱：混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量控制技術(shù)，尤其是一種混合型配網(wǎng) 電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
隨著配電網(wǎng)中大功率沖擊性負荷、波動性負荷和非線性負荷的廣泛使用， 配電網(wǎng)中普遍存在電壓波動與閃變、電壓暫降、三相不對稱和電力系統(tǒng)諧波污 染等電能質(zhì)量問題，嚴重影響了電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行，并危及廣 大用戶的正常用電和生產(chǎn)。目前配網(wǎng)中常用的電能質(zhì)量治理裝置主要是無功補
償電容器、無源電力濾波器，少數(shù)采用靜止無功補償器(svc)和有源電力濾波器。
在電網(wǎng)中加裝固定補償電容器一直是傳統(tǒng)無功補償?shù)闹饕侄危渫怀龅?優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、運行費用低。但這種方式無法實現(xiàn)無功的動態(tài)和 平滑調(diào)節(jié)，在諧波含量較高的電網(wǎng)中還容易造成諧波放大，從而降低補償電容 器的使用壽命并影響電網(wǎng)中其它設(shè)備的正常運行。
無源電力濾波器在配網(wǎng)中的應(yīng)用同樣比較廣泛，目前其設(shè)計和制造技術(shù)也 相對成熟。但無源電力濾波器作為阻抗性元件，其濾波性能受電網(wǎng)頻率、阻抗 變化的影響較大，對無功也不能實施動態(tài)調(diào)節(jié)。此外，無源濾波器是由大容量 的電抗器和電容器組成，往往造成占地面積龐大。
svc是近年來才出現(xiàn)并逐步應(yīng)用的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，主要可分為晶閘管 投切電容器(TSC型)和晶閘管控制電抗器(TCR型)及他們之間的各種組合。 SVC在無功的動態(tài)調(diào)節(jié)和分相補償上相對其它靜補裝置具有一定的優(yōu)勢，但其 本身就會造成諧波污染，諧波動態(tài)治理和無功補償往往難以兼顧，同時由于響 應(yīng)速度問題，對電壓波動和閃變的治理效果十分有限，另外SVC作為阻抗型補 償設(shè)備，對系統(tǒng)參數(shù)比較敏感，輸出容量也易受母線電壓影響，并不能從整體 上實現(xiàn)電能質(zhì)量的全局綜合治理。
有源電力濾波器作為 一種能動態(tài)抑制諧波的電力電子裝置近年來受到更 為廣泛的關(guān)注，并出現(xiàn)了多種拓樸結(jié)構(gòu)，包括單獨型和各種混合型。由于配網(wǎng) 中單獨使用的有源電力濾波器^f艮少釆用多重化結(jié)構(gòu)，受目前單個功率開關(guān)器件 的技術(shù)水平所限，裝置無法獲得較大的容量，因此往往不能兼顧動態(tài)諧波抑制 和無功補償，較少應(yīng)用于較高電壓等級的電網(wǎng)中。而各種混合型的有源濾波器 其根本目的是有效降低有源部分的基波分壓從而使得小容量的有源濾波器能 應(yīng)用于中高壓系統(tǒng)，正是因為這樣一個原因?qū)е禄旌闲偷挠性礊V波器基本不具備無功的動態(tài)雙向調(diào)節(jié)功能，因此對各種電能質(zhì)量問題的治理也就不夠全面。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置，這 種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置的逆變器采用電壓型三電平三單相結(jié)構(gòu)， 與無源電力濾波器形成良好的配合，具有較高的響應(yīng)速度，能夠在配網(wǎng)實施動 態(tài)無功雙向調(diào)節(jié)的同時有效進行諧波治理，完成電壓波動、閃變、不平衡和諧 波等配網(wǎng)電能質(zhì)量問題的綜合調(diào)節(jié)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝 置，包括無源濾波器組以及保證裝置正常工作的配電拒、絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)模塊電源、冷卻裝置、綜合保護裝置和測控裝置，特征是還包括隔離 變壓器、電壓型有源逆變橋和直流側(cè)自充電切換回路，隔離變壓器采用三相三 鐵心柱式設(shè)計，每相由一個原邊和兩個副邊共三個繞組構(gòu)成，原邊采用三角形 連接，副邊采用星形連接；電壓型有源逆變橋采用基于絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 的三電平三單相逆變器結(jié)構(gòu)；直流側(cè)自充電切換回路由晶閘管和限流電阻并聯(lián) 后與直流電容串聯(lián)構(gòu)成。無源濾波器組濾除特定次數(shù)的諧波并兼補固定容量無 功，直流側(cè)自充電切換回路能夠在裝置投運之前自動對直流電容進行充電，達
到額，值之后S，退出、并，效降低啟，時,的沖擊電流、電壓，，源逆變橋
從而實現(xiàn)對配網(wǎng)電能質(zhì)量的綜合治理。 本實用新型具有如下優(yōu)點
(1) 、電壓型有源逆變橋采用基于IGBT的三電平三單相逆變器結(jié)構(gòu)，采 用模塊化設(shè)計，能夠靈活適用于380V- 35kV的配網(wǎng)并實現(xiàn)大容量的分相控制；
(2) 、電壓型有源逆變橋的輸出采用副邊雙繞組的三相三鐵心柱式變壓器 與電網(wǎng)隔離，使得功率器件電壓等級的選擇更為靈活，且每相逆變橋可以共用 容量較小的直流電容，避免了各逆變橋的電容電壓不平衡問題，同時有效抑制 了電容電壓的波動；
(3 )、直流側(cè)自充電切換回路能夠在裝置投運之前自動對直流電容進行充 電，達到額定值之后自動退出，并有效降低啟動時刻的沖擊電流；
(4)、無源濾波器組并4關(guān)接入電網(wǎng)，采用單調(diào)諧或高通結(jié)構(gòu)，既可補償固 定無功又能對配網(wǎng)特定次數(shù)的諧波進行"初濾"。
綜上所述，本實用新型將變壓器隔離型鏈式結(jié)構(gòu)的有源逆變橋與無源濾波 器組配合使用，有效克服了單純采用有源裝置容量要求大、整體價格高昂的缺 點，有助于在現(xiàn)有補償裝置的基礎(chǔ)上進行技術(shù)改造，達到了以較小的投資實現(xiàn) 包括電壓波動、閃變、不平衡和諧波等配網(wǎng)常見電能質(zhì)量問題的綜合治理。

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為電壓型有源逆變橋、直流側(cè)自充電切換回路和隔離變壓器的電 ^各原理圖。
具體實施方式

下面結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 一種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置，由隔離變壓器l、電壓型有源逆
變橋2、直流側(cè)自充電切換回路3、由單調(diào)諧或高通濾波器構(gòu)成并與配網(wǎng)并聯(lián) 的無源濾波器組以及保證裝置正常工作的配電拒、IGBT模塊電源、冷卻裝置、 綜合保護裝置和測控裝置構(gòu)成，其中
隔離變壓器1由A相變壓器、B相變壓器和C相變壓器組成，A相變壓器 又由第1原邊繞組L1、第1副邊繞組L2和第2副邊繞組L3組成，B相變壓器 又由第2原邊繞組L4、第3副邊繞組L5和第4副邊繞組L6組成，C相變壓器 又由第3原邊繞組L7、第5副邊繞組L8和第6副邊繞組第L9組成，第1原邊 繞組Ll的一端接接第1三相輸入端M，第1原邊繞組Ll另一端和第2原邊繞 組L4 一端的公共端接第2三相輸入端N，第2原邊繞組L4另一端和第3原邊 繞組L7 —端的公共端接第3三相輸入端Q,第3原邊繞組L4的另一端接第1 三相4敘入端M;
電壓型有源逆變橋2由A相有源逆變橋、B相有源逆變橋和C相有源逆變 橋組成，A相有源逆變橋又由第1至第8絕緣柵雙極晶體管IGBT1—IGBT8、第 25至第32絕緣柵雙極晶體管IGBT25—IGBT32、第1至第4 二極管D1-—D4和 第13至第16 二極管D13—D16組成，B相有源逆變橋又由第9至第16絕緣柵 雙極晶體管IGBT9—IGBT16、第33至第40絕緣柵雙極晶體管IGBT33—IGBT40、 第5至第8 二極管D5—D8和第17至第20 二極管D17—D20組成，C相有源逆 變橋又由第17至第24絕緣柵雙極晶體管IGBT17—IGBT24、第41至第48絕緣 柵雙極晶體管IGBT41—IGBT48、第9至第12 二極管D9—D12和第21至第24 二極管D21—D24組成，A相變壓器的第1副邊繞組L2的一端接第2絕緣柵雙 極晶體管IGBT2發(fā)射極和第3絕緣柵雙極晶體管IGBT3集電極的公共端，第2 絕緣柵雙極晶體管IGBT2的集電極接第1絕緣柵雙極晶體管IGBT1發(fā)射極，第 3絕緣柵雙極晶體管IGBT3的發(fā)射極接第4絕緣柵雙極晶體管IGBT4的集電極， 第1 二極管Dl的陰極接第1絕緣柵雙極晶體管IGBT1的集電極，第2 二極管 D2的陰極接第2絕緣柵雙極晶體管IGBT2的集電極，第5 二極管的D5陽極接 第4絕緣柵雙極晶體管IGBT4的集電極，第2 二極管D2陽極和第5 二極管D5 陰極的公共端接公共端0,第1副邊繞組L2的另一端接第6絕緣柵雙極晶體管 IGBT6發(fā)射極和第7絕緣柵雙極晶體管IGBT7集電極的公共端，第6絕緣柵雙 極晶體管IGBT6的集電極接第5絕緣柵雙極晶體管IGBT5發(fā)射極，第7絕緣柵 雙極晶體管IGBT7的發(fā)射極接第8絕緣柵雙極晶體管IGBT8的集電極，第8 二 極管D8的陰極接第6絕緣柵雙極晶體管IGBT6的集電極，第11 二極管Dll的 陽極接第8絕續(xù)4冊雙極晶體管IGBT8的集電極，第8 二極管D8陽極和第11 二極管Dll陰極的公共端接公共端0，第1絕緣柵雙極晶體管IGBT1集電極和第 5絕緣柵雙極晶體管IGBT5集電極的公共端接公共端E，第4絕緣柵雙極晶體 管IGBT4發(fā)射極和第8絕緣柵雙極晶體管IGBT8發(fā)射極的公共端接公共端F; 第2副邊繞組L3的一端接第30絕緣柵雙極晶體管IGBT30發(fā)射極和第31絕緣 柵雙極晶體管IGBT31集電極的公共端，第30絕緣柵雙極晶體管IGBT30的集 電極接第29絕緣柵雙極晶體管IGBT29發(fā)射極，第31絕緣柵雙極晶體管IGBT31 的發(fā)射極接第32絕緣柵雙極晶體管IGBT32的集電極，第15 二極管D15的陰 極接第30絕緣柵雙極晶體管IGBT30的集電極，第16 二極管D16的陽極接第 32絕緣柵雙極晶體管IGBT32的集電極，第15 二極管D15陽極和第16 二極管 D16陰極的公共端接公共端0,第2副邊繞組L3的另一端接第26絕緣柵雙極 晶體管IGBT26發(fā)射極和第27絕緣柵雙極晶體管IGBT27集電極的公共端，第 26絕緣柵雙極晶體管IGBT26的集電極接第25絕緣柵雙極晶體管IGBT25發(fā)射 極，第27絕緣柵雙極晶體管IGBT27的發(fā)射極接第28絕緣柵雙極晶體管IGBT28 的集電極，第13 二極管D13的陰極接第26絕緣柵雙極晶體管IGBT26的集電 極，第14 二極管D14的陽極接第28絕緣柵雙極晶體管IGBT28的集電極，第 13 二極管D13陽極和第14 二極管D14陰極的公共端接公共端0,第25絕緣柵 雙極晶體管IGBT25集電極和第29絕緣柵雙極晶體管IGBT29集電極的公共端 接公共端E,第28絕緣柵雙極晶體管IGBT28發(fā)射極和第32絕緣柵雙極晶體管 IGBT32發(fā)射極的公共端接公共端F;
B相變壓器的第3副邊繞組L5的一端接第10絕緣柵雙極晶體管IGBT10 發(fā)射極和第11絕緣柵雙極晶體管IGBT11集電極的公共端，第10絕緣柵雙極 晶體管IGBT10的集電極接第9絕緣柵雙極晶體管IGBT9發(fā)射極，第11絕緣柵 雙極晶體管IGBT11的發(fā)射極接第12絕緣柵雙極晶體管IGBT12的集電極，第9 絕緣柵雙極晶體管IGBT9的集電極，第5 二極管D5的陰極接第10絕緣柵雙極 晶體管IGBT10的集電極，第6 二極管D6的陽極接第12絕緣柵雙極晶體管 IGBT12的集電極，第5 二極管D5陽極和第6 二極管D6陰極的公共端接公共端 0，第3副邊繞組L5的另一端接第14絕緣柵雙極晶體管IGBT14發(fā)射極和第15 絕緣柵雙極晶體管IGBT15集電極的公共端，第14絕緣柵雙極晶體管IGBT14 的集電極接第13絕緣柵雙極晶體管IGBT13發(fā)射極，第15絕緣柵雙極晶體管 IGBT15的發(fā)射極接第16絕緣柵雙極晶體管IGBT16的集電極，第7 二極管D7 的陰極接第14絕緣柵雙極晶體管IGBT14的集電極，第8 二極管D8的陽極接 第16絕緣柵雙極晶體管IGBT16的集電極，第7 二極管D7陽極和第8 二極管 D8陰極的公共端接公共端0,第9絕緣柵雙極晶體管IGBT9集電極和第13絕 緣柵雙極晶體管IGBT13集電極的公共端接公共端E，第12絕緣柵雙極晶體管 IGBT12發(fā)射極和第16絕緣柵雙極晶體管IGBT16發(fā)射極的公共端接公共端F; 第4副邊繞組L6的一端接第38絕緣柵雙極晶體管IGBT38發(fā)射極和第39絕緣 柵雙極晶體管IGBT39集電極的公共端，第38絕緣柵雙極晶體管IGBT38的集 電極接第37絕緣柵雙極晶體管IGBT37發(fā)射極，第39絕緣柵雙極晶體管IGBT39的發(fā)射極接第40絕緣柵雙極晶體管IGBT40的集電極，第19 二極管D19的陰 極接第38絕緣柵雙極晶體管IGBT38的集電極，第20 二極管DM的陽極接第 40絕緣柵雙極晶體管IGBT40的集電極，第19 二極管D19陽極和第20 二極管 D20陰極的公共端接公共端0,第4副邊繞組L6的另一端接第34絕緣柵雙極 晶體管IGBT34發(fā)射極和第35絕緣柵雙極晶體管IGBT35集電極的公共端，第 34絕緣柵雙極晶體管IGBT34的集電極接第33絕緣柵雙極晶體管IGBT33發(fā)射 極，第35絕緣柵雙極晶體管IGBT35的發(fā)射極接第36絕緣柵雙極晶體管IGBT36 的集電極，第17 二極管D17的陰極接第34絕緣柵雙極晶體管IGBT34的集電 極，第18 二極管D18的陽極接第36絕緣柵雙極晶體管IGBT36的集電極，第 17 二極管D17陽極和第18 二極管D18陰極的公共端接公共端0，第33絕緣柵 雙極晶體管IGBT33集電極和第37絕緣柵雙極晶體管IGBT37集電極的公共端 接公共端E,第36絕緣柵雙極晶體管IGBT36發(fā)射極和第40絕緣柵雙極晶體管 IGBT40發(fā)射極的公共端接公共端F;
C相變壓器的第5副邊繞組L8的一端接第18絕緣柵雙極晶體管IGBT18 發(fā)射極和第19絕緣柵雙極晶體管IGBT19集電極的公共端，第18絕緣柵雙極 晶體管IGBT18的集電極接第17絕緣柵雙極晶體管IGBT17發(fā)射極，第19絕緣 柵雙極晶體管IGBT19的發(fā)射極接第20絕緣柵雙極晶體管IGBT20的集電極， 第9 二極管D9的陰極接第18絕緣柵雙極晶體管IGBT18的集電極，第10 二極 管D10的陽極接第20絕緣柵雙極晶體管IGBT20的集電極，第9 二極管D9陽 極和第10 二極管D10陰極的公共端接公共端0,第5副邊繞組L8的另一端接 第22絕緣柵雙極晶體管IGBT22發(fā)射極和第23絕緣柵雙極晶體管IGBT23集電 極的公共端，第22絕緣柵雙極晶體管IGBT22的集電極接第21絕緣柵雙極晶 體管IGBT21發(fā)射極，第23絕緣柵雙極晶體管IGBT23的發(fā)射極接第24絕緣柵 雙極晶體管IGBT24的集電極，第11 二極管Dll的陰極接第22絕緣柵雙極晶 體管IGBT22的集電極，第12 二極管D12的陽極接第24絕緣柵雙極晶體管 IGBT24的集電極，第11 二極管Dll陽極和第12 二極管D12陰極的公共端接公 共端0，第17絕緣柵雙極晶體管IGBT17集電極和第21絕緣柵雙極晶體管 IGBT21集電極的公共端接公共端E，第20絕緣柵雙極晶體管IGBH0發(fā)射極和 第24絕緣柵雙極晶體管IGBT24發(fā)射極的公共端接公共端F;第6副邊繞組L9 的一端接第46絕緣柵雙極晶體管IGBT46發(fā)射極和第47絕緣柵雙極晶體管 IGBT47集電極的公共端，第46絕緣柵雙極晶體管IGBT46的集電極接第45絕 緣柵雙極晶體管IGBT45發(fā)射極，第47絕緣柵雙極晶體管IGBT47的發(fā)射極接 第48絕緣柵雙極晶體管IGBT48的集電極，第23 二極管D23的陰極接第46絕 緣柵雙極晶體管IGBT46的集電極，第24 二極管D24的陽極接第48絕緣柵雙 極晶體管IGBT48的集電極，第23 二極管D23陽極和第24 二極管D24陰極的 公共端接公共端0，第6副邊繞組L9的另 一端接第42絕緣柵雙極晶體管IGBT42 發(fā)射極和第43絕緣柵雙極晶體管IGBT43集電極的公共端，第42絕緣柵雙極 晶體管IGBT42的集電極接第41絕緣柵雙極晶體管IGBT41發(fā)射極，第43絕緣柵雙極晶體管IGBT43的發(fā)射極接第44絕緣柵雙極晶體管IGBT44的集電極， 第21 二極管D21的陰極接第42絕緣柵雙極晶體管IGBT42的集電極，第22 二 極管D22的陽極接第44絕緣^fr雙極晶體管IGBT44的集電極，第21 二極管Dn 陽極和第22 二極管D22陰極的/>共端接公共端0,第41絕緣柵雙極晶體管 IGBT41集電極和第45絕緣柵雙極晶體管IGBT45集電極的公共端接公共端E， 第44絕緣柵雙極晶體管IGBT44發(fā)射極和第48絕緣柵雙極晶體管IGBT48發(fā)射 極的公共端接公共端F;
直流側(cè)自充電切換回路3由第1可控硅KG1、第2可控硅KG2、第1功率 電阻R1、第2功率電阻R2、第1極性電容C1、第2極性電容C2組成，第l 可控硅KG1的陽極接公共端E，第1可控硅KG1的陽極接第1極性電容Cl的正 極，第1極性電容C1負極和第2極性電容C2正極的/>共端接公共端0,第2 極性電容C2的負極接第2可控硅KG2的陽極，第2可控硅KG2的陰極接公共 端F，第1可控硅KG1的控制極^接第2可控硅KG2的控制極，第1功率電阻Rl 并聯(lián)在第1可控硅KG1的陽極和陰極之間，第2功率電阻R2并聯(lián)在第2可控 硅KG2的陽極和陰極之間。
隔離變壓器1采用三相三鐵心柱式設(shè)計，每相由一個原邊和兩個副邊共 三個繞組構(gòu)成，即A相變壓器由第1原邊繞組Ll、第1副邊繞組L2和第2 副邊繞組L3組成，B相變壓器由第2原邊繞組L4、第3副邊繞組L5和第4副 邊繞組L6組成，C相變壓器由第3原邊繞組L7、第5副邊繞組L8和第6副邊 繞組第L9組成，第1原邊繞組L1、第2原邊繞組L4、第3原邊繞組L7采用 三角形連接，第1副邊繞組L2、第3副邊繞組L5和第5副邊繞組L8采用星形 連接，第2副邊繞組L3、第4副邊繞組L6和第6副邊繞組第L9采用星形連接； 電壓型有源逆變橋2采用基于絕緣柵雙極晶體管IGBT的三電平三單相逆變器 結(jié)構(gòu)。 工作原理
由于電壓型有源逆變橋2中的各個絕緣柵雙極晶體管IGBT都帶有續(xù)流二 極管，當(dāng)電壓型有源逆變橋2接入配網(wǎng)時，可利用續(xù)流二極管對第l極性電容 Cl和第2極性電容C2進行反向整流，在此過程中，第1功率電阻Rl和第2 功率電阻R2可起到限流作用，抑制啟動時刻的沖擊電流，待檢測到第l極性 電容C1和第2極性電容C2兩端的電壓達到額定值后，控制第1可控硅KG1和 第2可控硅KG2保持導(dǎo)通，此時第1功率電阻Rl和第2功率電阻R2將被短路 不起作用，裝置即可以正式投入運行，直流電壓隨后的穩(wěn)定將通過與電網(wǎng)的有 功交換來進行控制。
電壓型有源逆變橋2采用的是三電平三單相的結(jié)構(gòu)，與二電平三相結(jié)構(gòu)相 比可有效改善輸出電壓的波形，也有利于用耐壓較低的器件實現(xiàn)較高電壓的輸 出，同時絕緣柵雙極晶體管IGBT采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)實際應(yīng)用情況進行 相關(guān)調(diào)整，有利于滿足各種配網(wǎng)電壓等級和補償容量的要求。
隔離變壓器1采用三相三鐵芯柱式結(jié)構(gòu)，每相一個原邊兩個副邊共三個繞組，原邊三角形連接，副邊星形連接，其變比可根據(jù)配網(wǎng)的電壓等級、裝置容
量要求和絕緣柵雙極晶體管IGBT的型號規(guī)格進行選取。
由于電壓型有源逆變橋2采用了三單相結(jié)構(gòu)同時交流側(cè)通過三相繞組獨立 的變壓器與配網(wǎng)隔離，故而可共用直流電容，從而避免了各逆變橋電容電壓不 平衡問題，有效抑制了電容電壓的波動，同時三相之間沒有交流側(cè)的直接耦合， 因此裝置具有較強的分相運行能力，能夠適應(yīng)不平衡負荷補償?shù)奶厥庖蟆?br> 權(quán)利要求1、一種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置，它包括無源濾波器組以及保證裝置正常工作的配電柜、IGBT模塊電源、冷卻裝置、綜合保護裝置和測控裝置，其特征在于還包括隔離變壓器(1)、電壓型有源逆變橋(2)和直流側(cè)自充電切換回路(3)，其中隔離變壓器(1)由A相變壓器、B相變壓器和C相變壓器組成，A相變壓器又由第1原邊繞組(L1)、第1副邊繞組(L2)和第2副邊繞組(L3)組成，B相變壓器又由第2原邊繞組(L4)、第3副邊繞組(L5)和第4副邊繞組(L6)組成，C相變壓器又由第3原邊繞組(L7)、第5副邊繞組(L8)和第6副邊繞組第(L9)組成，第1原邊繞組(L1)的一端接接第1三相輸入端(M)，第1原邊繞組(L1)另一端和第2原邊繞組(L4)一端的公共端接第2三相輸入端(N)，第2原邊繞組(L4)另一端和第3原邊繞組(L7)一端的公共端接第3三相輸入端(Q)，第3原邊繞組(L4)的另一端接第1三相輸入端(M)；電壓型有源逆變橋(2)由A相有源逆變橋、B相有源逆變橋和C相有源逆變橋組成，A相有源逆變橋又由第1至第8絕緣柵雙極晶體管(IGBT1—IGBT8)、第25至第32絕緣柵雙極晶體管(IGBT25—IGBT32)、第1至第4二極管(D1—D4)和第13至第16二極管(D13—D16)組成，B相有源逆變橋又由第9至第16絕緣柵雙極晶體管(IGBT9—IGBT16)、第33至第40絕緣柵雙極晶體管(IGBT33—IGBT40)、第5至第8二極管(D5—D8)和第17至第20二極管(D17—D20)組成，C相有源逆變橋又由第17至第24絕緣柵雙極晶體管(IGBT17—IGBT24)、第41至第48絕緣柵雙極晶體管(IGBT41—IGBT48)、第9至第12二極管(D9—D12)和第21至第24二極管(D21—D24)組成，A相變壓器的第1副邊繞組(L2)的一端接第2絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)發(fā)射極和第3絕緣柵雙極晶體管(IGBT3)集電極的公共端，第2絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)的集電極接第1絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)發(fā)射極，第3絕緣柵雙極晶體管(IGBT3)的發(fā)射極接第4絕緣柵雙極晶體管(IGBT4)的集電極，第1二極管(D1)的陰極接第1絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)的集電極，第2二極管(D2)的陰極接第2絕緣柵雙極晶體管(IGBT2)的集電極，第5二極管的(D5)陽極接第4絕緣柵雙極晶體管(IGBT4)的集電極，第2二極管(D2)陽極和第5二極管(D5)陰極的公共端接公共端(O)，第1副邊繞組(L2)的另一端接第6絕緣柵雙極晶體管(IGBT6)發(fā)射極和第7絕緣柵雙極晶體管(IGBT7)集電極的公共端，第6絕緣柵雙極晶體管(IGBT6)的集電極接第5絕緣柵雙極晶體管(IGBT5)發(fā)射極，第7絕緣柵雙極晶體管(IGBT7)的發(fā)射極接第8絕緣柵雙極晶體管(IGBT8)的集電極，第8二極管(D8)的陰極接第6絕緣柵雙極晶體管(IGBT6)的集電極，第11二極管(D11)的陽極接第8絕緣柵雙極晶體管(IGBT8)的集電極，第8二極管(D8)陽極和第11二極管(D11)陰極的公共端接公共端(O)，第1絕緣柵雙極晶體管(IGBT1)集電極和第5絕緣柵雙極晶體管(IGBT5)集電極的公共端接公共端(E)，第4絕緣柵雙極晶體管(IGBT4)發(fā)射極和第8絕緣柵雙極晶體管(IGBT8)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；第2副邊繞組(L3)的一端接第30絕緣柵雙極晶體管(IGBT30)發(fā)射極和第31絕緣柵雙極晶體管(IGBT31)集電極的公共端，第30絕緣柵雙極晶體管(IGBT30)的集電極接第29絕緣柵雙極晶體管(IGBT29)發(fā)射極，第31絕緣柵雙極晶體管(IGBT31)的發(fā)射極接第32絕緣柵雙極晶體管(IGBT32)的集電極，第15二極管(D15)的陰極接第30絕緣柵雙極晶體管(IGBT30)的集電極，第16二極管(D16)的陽極接第32絕緣柵雙極晶體管(IGBT32)的集電極，第15二極管(D15)陽極和第16二極管(D16)陰極的公共端接公共端(O)，第2副邊繞組(L3)的另一端接第26絕緣柵雙極晶體管(IGBT26)發(fā)射極和第27絕緣柵雙極晶體管(IGBT27)集電極的公共端，第26絕緣柵雙極晶體管(IGBT26)的集電極接第25絕緣柵雙極晶體管(IGBT25)發(fā)射極，第27絕緣柵雙極晶體管(IGBT27)的發(fā)射極接第28絕緣柵雙極晶體管(IGBT28)的集電極，第13二極管(D13)的陰極接第26絕緣柵雙極晶體管(IGBT26)的集電極，第14二極管(D14)的陽極接第28絕緣柵雙極晶體管(IGBT28)的集電極，第13二極管(D13)陽極和第14二極管(D140陰極的公共端接公共端(O)，第25絕緣柵雙極晶體管(IGBT25)集電極和第29絕緣柵雙極晶體管(IGBT29)集電極的公共端接公共端(E)，第28絕緣柵雙極晶體管(IGBT28(發(fā)射極和第32絕緣柵雙極晶體管(IGBT32)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；B相變壓器的第3副邊繞組(L5)的一端接第10絕緣柵雙極晶體管(IGBT10)發(fā)射極和第11絕緣柵雙極晶體管(IGBT11)集電極的公共端，第10絕緣柵雙極晶體管(IGBT10)的集電極接第9絕緣柵雙極晶體管(IGBT9)發(fā)射極，第11絕緣柵雙極晶體管(IGBT11)的發(fā)射極接第12絕緣柵雙極晶體管(IGBT12)的集電極，第9絕緣柵雙極晶體管(IGBT9)的集電極，第5二極管(D5)的陰極接第10絕緣柵雙極晶體管(IGBT10)的集電極，第6二極管(D6)的陽極接第12絕緣柵雙極晶體管(IGBT12)的集電極，第5二極管(D5)陽極和第6二極管(D6)陰極的公共端接公共端(O)，第3副邊繞組(L5)的另一端接第14絕緣柵雙極晶體管(IGBT14)發(fā)射極和第15絕緣柵雙極晶體管(IGBT15)集電極的公共端，第14絕緣柵雙極晶體管(IGBT14)的集電極接第13絕緣柵雙極晶體管(IGBT13)發(fā)射極，第15絕緣柵雙極晶體管(IGBT15)的發(fā)射極接第16絕緣柵雙極晶體管(IGBT16)的集電極，第7二極管(D7)的陰極接第14絕緣柵雙極晶體管(IGBT14)的集電極，第8二極管(D8)的陽極接第16絕緣柵雙極晶體管(IGBT16)的集電極，第7二極管(D7)陽極和第8二極管(D8)陰極的公共端接公共端(O)，第9絕緣柵雙極晶體管(IGBT9)集電極和第13絕緣柵雙極晶體管(IGBT13)集電極的公共端接公共端(E)，第12絕緣柵雙極晶體管(IGBT12)發(fā)射極和第16絕緣柵雙極晶體管(IGBT16)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；第4副邊繞組(L6)的一端接第38絕緣柵雙極晶體管(IGBT38)發(fā)射極和第39絕緣柵雙極晶體管(IGBT39)集電極的公共端，第38絕緣柵雙極晶體管(IGBT38)的集電極接第37絕緣柵雙極晶體管(IGBT37)發(fā)射極，第39絕緣柵雙極晶體管(IGBT39)的發(fā)射極接第40絕緣柵雙極晶體管(IGBT40)的集電極，第19二極管(D19)的陰極接第38絕緣柵雙極晶體管(IGBT38)的集電極，第20二極管(D20)的陽極接第40絕緣柵雙極晶體管(IGBT40)的集電極，第19二極管(D19)陽極和第20二極管(D20)陰極的公共端接公共端(O)，第4副邊繞組(L6)的另一端接第34絕緣柵雙極晶體管(IGBT34)發(fā)射極和第35絕緣柵雙極晶體管(IGBT35)集電極的公共端，第34絕緣柵雙極晶體管(IGBT34)的集電極接第33絕緣柵雙極晶體管(IGBT33)發(fā)射極，第35絕緣柵雙極晶體管(IGBT35)的發(fā)射極接第36絕緣柵雙極晶體管(IGBT36)的集電極，第17二極管(D17)的陰極接第34絕緣柵雙極晶體管(IGBT34)的集電極，第18二極管(D18)的陽極接第36絕緣柵雙極晶體管(IGBT36)的集電極，第17二極管(D17)陽極和第18二極管(D18)陰極的公共端接公共端(O)，第33絕緣柵雙極晶體管(IGBT33)集電極和第37絕緣柵雙極晶體管(IGBT37)集電極的公共端接公共端(E)，第36絕緣柵雙極晶體管(IGBT36)發(fā)射極和第40絕緣柵雙極晶體管(IGBT40)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；C相變壓器的第5副邊繞組(L8)的一端接第18絕緣柵雙極晶體管(IGBT18)發(fā)射極和第19絕緣柵雙極晶體管(IGBT19)集電極的公共端，第18絕緣柵雙極晶體管(IGBT18)的集電極接第17絕緣柵雙極晶體管(IGBT17)發(fā)射極，第19絕緣柵雙極晶體管(IGBT19)的發(fā)射極接第20絕緣柵雙極晶體管(IGBT20)的集電極，第9二極管(D9)的陰極接第18絕緣柵雙極晶體管(IGBT18)的集電極，第10二極管(D10)的陽極接第20絕緣柵雙極晶體管(IGBT20)的集電極，第9二極管(D9)陽極和第10二極管(D10)陰極的公共端接公共端(O)，第5副邊繞組(L8)的另一端接第22絕緣柵雙極晶體管(IGBT22)發(fā)射極和第23絕緣柵雙極晶體管(IGBT23)集電極的公共端，第22絕緣柵雙極晶體管(IGBT22)的集電極接第21絕緣柵雙極晶體管(IGBT21)發(fā)射極，第23絕緣柵雙極晶體管(IGBT23)的發(fā)射極接第24絕緣柵雙極晶體管(IGBT24)的集電極，第11二極管(D11)的陰極接第22絕緣柵雙極晶體管(IGBT22)的集電極，第12二極管(D12)的陽極接第24絕緣柵雙極晶體管(IGBT24)的集電極，第11二極管(D11)陽極和第12二極管(D12)陰極的公共端接公共端(O)，第17絕緣柵雙極晶體管(IGBT17)集電極和第21絕緣柵雙極晶體管(IGBT21)集電極的公共端接公共端(E)，第20絕緣柵雙極晶體管(IGBT20)發(fā)射極和第24絕緣柵雙極晶體管(IGBT24)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；第6副邊繞組(L9)的一端接第46絕緣柵雙極晶體管(IGBT46)發(fā)射極和第47絕緣柵雙極晶體管(IGBT47)集電極的公共端，第46絕緣柵雙極晶體管(IGBT46)的集電極接第45絕緣柵雙極晶體管(IGBT45)發(fā)射極，第47絕緣柵雙極晶體管(IGBT47)的發(fā)射極接第48絕緣柵雙極晶體管(IGBT48)的集電極，第23二極管(D23)的陰極接第46絕緣柵雙極晶體管(IGBT46)的集電極，第24二極管(D24)的陽極接第48絕緣柵雙極晶體管(IGBT48)的集電極，第23二極管(D23)陽極和第24二極管(D24)陰極的公共端接公共端(O)，第6副邊繞組(L9)的另一端接第42絕緣柵雙極晶體管(IGBT42)發(fā)射極和第43絕緣柵雙極晶體管(IGBT43)集電極的公共端，第42絕緣柵雙極晶體管(IGBT42)的集電極接第41絕緣柵雙極晶體管(IGBT41)發(fā)射極，第43絕緣柵雙極晶體管(IGBT43)的發(fā)射極接第44絕緣柵雙極晶體管(IGBT44)的集電極，第21二極管(D21)的陰極接第42絕緣柵雙極晶體管(IGBT42)的集電極，第22二極管(D22)的陽極接第44絕緣柵雙極晶體管(IGBT44)的集電極，第21二極管(D21)陽極和第22二極管(D22)陰極的公共端接公共端(O)，第41絕緣柵雙極晶體管(IGBT41)集電極和第45絕緣柵雙極晶體管(IGBT45)集電極的公共端接公共端(E)，第44絕緣柵雙極晶體管(IGBT44)發(fā)射極和第48絕緣柵雙極晶體管(IGBT48)發(fā)射極的公共端接公共端(F)；直流側(cè)自充電切換回路(3)由第1可控硅(KG1)、第2可控硅(KG2)、第1功率電阻(R1)、第2功率電阻(R2)、第1極性電容(C1)、第2極性電容(C2)組成，第1可控硅(KG1)的陽極接公共端(E)，第1可控硅(KG1)的陽極接第1極性電容(C1)的正極，第1極性電容(C1)負極和第2極性電容(C2)正極的公共端接公共端(O)，第2極性電容(C2)的負極接第2可控硅(KG2)的陽極，第2可控硅(KG2)的陰極接公共端(F)，第1可控硅(KG1)的控制極接第2可控硅(KG2)的控制極，第1功率電阻(R1)并聯(lián)在第1可控硅(KG1)的陽極和陰極之間，第2功率電阻(R2)并聯(lián)在第2可控硅(KG2)的陽極和陰極之間。
專利摘要本實用新型公開了一種混合型配網(wǎng)電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)裝置，它包括無源濾波器組以及保證裝置正常工作的配電柜、IGBT模塊電源、冷卻裝置、綜合保護裝置和測控裝置，其特征是還包括隔離變壓器、電壓型有源逆變橋和直流側(cè)自充電切換回路，隔離變壓器采用三相三鐵心柱式設(shè)計；電壓型有源逆變橋采用基于IGBT的三電平三單相逆變器結(jié)構(gòu)，直流側(cè)自充電切換回路由晶閘管和限流電阻并聯(lián)后與直流電容串聯(lián)構(gòu)成。無源濾波器組濾除特定次數(shù)的諧波并兼補固定容量無功，直流電容側(cè)自充電切換回路能夠在裝置投運之前自動對直流電容進行充電，電壓型有源逆變橋通過隔離變壓器實施快速雙向無功動態(tài)調(diào)節(jié)并對其它次數(shù)諧波進行實時治理，從而實現(xiàn)對配網(wǎng)電能質(zhì)量的綜合治理。
文檔編號H02M7/48GK201247957SQ20082011310
公開日2009年5月27日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者旻 孫, 范瑞祥 申請人:江西省電力科學(xué)研究院