專利名稱：一種互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于交流干線或交流配電網(wǎng)絡(luò)的電路裝置，尤其是涉及到一種適用于高壓交流電網(wǎng)穩(wěn)定電壓和減少諧波或波紋的裝置。
背景技術(shù)：
城市電網(wǎng)中現(xiàn)代工業(yè)、商業(yè)和居民用電設(shè)備，如高性能辦公設(shè)備、精密實(shí)驗(yàn)儀器、變頻調(diào)速設(shè)備、可編程邏輯控制器、各種自動(dòng)生產(chǎn)線以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等對(duì)電源特性變化敏感性負(fù)荷呈逐年上升趨勢(shì)，對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高。對(duì)敏感用戶(如半導(dǎo)體制造企業(yè))而言，幾十毫秒的電壓暫降就可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)線停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，分布式能源、沖擊性和干擾性負(fù)荷的大量接入等因素都使得電網(wǎng)電能質(zhì)量存在日趨惡化的趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用電設(shè)備的正常工作。針對(duì)敏感負(fù)荷電能質(zhì)量控制問題，國(guó)內(nèi)外開展了電能質(zhì)量控制產(chǎn)品的研究制造。但是，電能質(zhì)量控制裝置還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，并且主要停留在低壓小容量范圍，中國(guó)實(shí)用新型專利“低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)”(實(shí)用新型專利號(hào)ZL201020133972公開號(hào)CN201656479)公開了一種低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)。該低諧波電源質(zhì)量控制系統(tǒng)包含檢測(cè)裝置、電力調(diào)整裝置、阻性負(fù)載裝置。檢測(cè)裝置接收來(lái)自于阻性負(fù)載裝置的反饋信號(hào)。檢測(cè)裝置輸出的控制信號(hào)可以用電壓或電流為信號(hào)。電力調(diào)整裝置接收到所述控制信號(hào)后，以比例方式輸出驅(qū)動(dòng)電壓。所述比例方式為在連續(xù)輸出時(shí)間間隔輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，并在連續(xù)不輸出時(shí)間間隔停止輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓。阻性負(fù)載裝置接收驅(qū)動(dòng)電壓后，輸出反饋信號(hào)到檢測(cè)裝置。以比例方式在連續(xù)輸出時(shí)間間隔輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，并在連續(xù)不輸出時(shí)間間隔停止輸出全功率驅(qū)動(dòng)電壓，將能夠有效的減少產(chǎn)生電力的諧波。但是該裝置僅適用于小功率的阻性負(fù)載裝置，不適用于高壓大功率的電網(wǎng)電能質(zhì)量控制；其目的是減少阻性負(fù)載裝置產(chǎn)生的諧波對(duì)電源質(zhì)量的影響，而不是通過(guò)改善供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量，為敏感負(fù)載提供更高質(zhì)量的電源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，解決提高敏感用戶供電電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)和敏感負(fù)載用電設(shè)備的故障、降低電網(wǎng)損耗、提高電能利用率的技術(shù)問題。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括電壓調(diào)節(jié)模塊、可控整流模塊和檢測(cè)控制模塊，所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間，所述的檢測(cè)控制模塊的檢測(cè)輸入端連接到三相系統(tǒng)電源，所述的檢測(cè)控制模塊的控制輸出端，連接到電壓調(diào)節(jié)模塊和可控整流模塊，其特征在于所述的電壓調(diào)節(jié)模塊為多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，每相由n個(gè)串聯(lián)連接的基波電壓補(bǔ)償單元組成，其中I < n < 20 ;[0008]所述的基波電壓補(bǔ)償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路，所述的H橋功率單元電路設(shè)有互備檢測(cè)控制元件，互備檢測(cè)控制元件并聯(lián)連接到H橋功率單元電路的直流側(cè)；所述的互備檢測(cè)控制元件的輸入控制端，連接到所述的檢測(cè)控制模塊。本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的可控整流模塊包含n個(gè)PWM可控整流單元，每個(gè)PWM可控整流單元連接一個(gè)基波電壓補(bǔ)償單元；所述PWM可控整流單元的交流側(cè)，通過(guò)一臺(tái)多繞組隔離變壓器連接到三相系統(tǒng)電源；所述隔離變壓器包含3n個(gè)二次繞組，每個(gè)二次繞組對(duì)應(yīng)連接一個(gè)PWM可控整流單元；所述PWM可控整流單元的直流側(cè)，分別連接到對(duì)應(yīng)的H橋功率 單元電路的輸入端。本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的電壓調(diào)節(jié)模塊設(shè)有諧波電壓補(bǔ)償單元和與其對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路；所述隔離變壓器設(shè)有為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組；所述為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組，通過(guò)所述對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，連接到所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的H橋功率單元電路的輸入端；連接在三相系統(tǒng)電源同一相上的諧波電壓補(bǔ)償單元與基波電壓調(diào)節(jié)模塊串聯(lián)連接。本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還設(shè)有可控旁路開關(guān)元件，所述可控旁路開關(guān)元件與所述的電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端并聯(lián)，連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間；所述可控旁路開關(guān)元件的控制極，通過(guò)光耦或光線隔離連接到所述的檢測(cè)控制模塊。本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的檢測(cè)控制模塊包含數(shù)字信號(hào)處理器、信號(hào)調(diào)理元件、電流/電壓轉(zhuǎn)換元件和網(wǎng)絡(luò)接口單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)有AD轉(zhuǎn)換器和PWM輸出端口，所述AD轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端，通過(guò)信號(hào)調(diào)理元件和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件連接到三相系統(tǒng)電源的電壓互感器和電流互感器；所述PWM輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路，分別連接到各路基波電壓補(bǔ)償單元和諧波電壓補(bǔ)償單元的IGBT的柵極；所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元連接到三相系統(tǒng)電源的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果是I.本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，可以顯著提高敏感用戶供電電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)和敏感負(fù)載用電設(shè)備的故障、降低電網(wǎng)損耗、提高電能利用率。2.采用多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，通過(guò)功率單元的串聯(lián)，降低了功率器件的耐壓要求，可采用技術(shù)成熟、價(jià)格低廉的低壓IGBT組成逆變單元，通過(guò)串聯(lián)單元的個(gè)數(shù)適應(yīng)不同的輸出電壓要求。3.由于逆變器采用多重化PWM技術(shù)，經(jīng)疊加可得到理想的相電壓波形，堪稱完美無(wú)諧波。輸入功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，不必設(shè)置輸入濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本。波形的改善除減小輸出諧波外，還可以降低噪聲和dv/dt值。4.由于電壓調(diào)節(jié)模塊和可控整流模塊的各功率單元具有相同的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，便于將功率單元做成模塊化，通過(guò)模塊之間互為備用的保護(hù)策略，可保證裝置部分模塊出現(xiàn)故障時(shí)仍能夠運(yùn)行。

[0018]圖I是本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的主電路圖；圖2是多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊的工作原理框圖；圖3是帶有互備檢測(cè)控制元件的H橋單元電路示意圖；圖4是本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的H橋單元電路圖；圖5是本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的控制單元電路圖。以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào)100-三相電源，200-多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，101 IOn-PWM可控整流單元，201 20n-H橋功率模塊，210-可控整流模塊，300-數(shù)字信號(hào)處理器，310-AD轉(zhuǎn)換器，320-PWM輸出端口，400-信號(hào)調(diào)理元件，410-電流/電壓轉(zhuǎn)換元件，500-網(wǎng)絡(luò)接口單元，700-IGBT驅(qū)動(dòng)電路，900-敏感負(fù)載。
具體實(shí)施方式
為了能更好地理解本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖I是本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的主電路圖，包括電壓調(diào)節(jié)模塊200、可控整流模塊210和檢測(cè)控制模塊(圖中未表示)，所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置連接在三相系統(tǒng)電源100和敏感負(fù)載900之間，所述的檢測(cè)控制模塊的檢測(cè)輸入端連接到三相系統(tǒng)電源100，所述的檢測(cè)控制模塊的控制輸出端，連接到電壓調(diào)節(jié)模塊200和可控整流模塊210。電壓調(diào)節(jié)模塊200為多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，每相由n個(gè)串聯(lián)連接的基波電壓補(bǔ)償單元201 20n組成，其中KnS 20 (參見圖4)。圖4是本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的H橋單元電路圖，圖4中僅表示了三相多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊中的一相，另外兩相的電路結(jié)構(gòu)完全相同。圖中，可控整流模塊210包含n個(gè)PWM可控整流單元101 10n，每一個(gè)PWM可控整流單元連接一個(gè)基波電壓補(bǔ)償單元，即可控整流單元101連接到基波電壓補(bǔ)償單元201，可控整流單元102連接到基波電壓補(bǔ)償單元203,依次類推；PWM可控整流單元101 IOn的交流側(cè),通過(guò)一個(gè)多繞組隔離變壓器TlO連接到三相系統(tǒng)電源100 ;所述隔離變壓器包含3n個(gè)二次繞組，每個(gè)二次繞組對(duì)應(yīng)連接一個(gè)PWM可控整流單元。在本實(shí)施例中，PWM可控整流單元101 IOn的主電路與基波電壓補(bǔ)償單元201 20n的主電路相同，都是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)連接組成的H橋功率單元電路,每個(gè)功率單元101 IOn或201 20n都是由IGBT (Tl至T4)構(gòu)成，所有的PWM可控整流單元101 10n，組成單相電壓型PWM可控整流，完成從系統(tǒng)吸收有功能量或向系統(tǒng)倒灌能量的功能，保證直流側(cè)電容Cl Cn兩端的電壓穩(wěn)定。所有基波電壓補(bǔ)償單元201 20n，組成三相輸入、單相輸出的PWM電壓型逆變器。每個(gè)功率單元201 20n的輸出電壓為1、0、_1三種狀態(tài)電平，每相n個(gè)單元疊加，就可產(chǎn)生2n+l種不同的電平等級(jí)?；妷貉a(bǔ)償單元201 20n的每一路H橋功率單元電路的輸入端，分別連接到對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元的直流側(cè)。隔離變壓器TlO為三相電力變壓器，共有3n個(gè)二次繞組，分成n組，每組之間通過(guò)隔離變壓器的不同聯(lián)接組別，實(shí)現(xiàn)180/3n的相位差(參見圖2)。圖2中以5單元級(jí)聯(lián)模式為例，以中間A接法為參考(相位差為0),上下方各有兩套分別超前(+180/3n、+360/3n)和滯后(_180/3n、-360/3n)的4組繞組。通過(guò)變壓器的不同聯(lián)接組別，可以實(shí)現(xiàn)所需相差角度。若每組由5個(gè)額定電壓為690V的功率單元串聯(lián)，相電壓為690VX 5 = 3450V，所對(duì)應(yīng)的線電壓為6000V，從而實(shí)現(xiàn)了用低壓功率元件實(shí)現(xiàn)高壓電壓補(bǔ)償?shù)墓δ?。采用功率單元串?lián)，而不是用傳統(tǒng)的器件串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓輸出，所以不存在器件均壓的問題。每個(gè)功率單元承受的輸出電流都等于負(fù)載相電流，即，Il = 12 =…=In ;每個(gè)功率單元承受的電壓Ui (i=l_n)為輸出相電壓U的1/n ;每個(gè)功率單兀承受l/3n的輸出功率。根據(jù)本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的另一個(gè)實(shí)施例，電壓調(diào)節(jié)模塊200設(shè)有諧波電壓補(bǔ)償單元和與其對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的主電路與基波電壓補(bǔ)償單元的主電路完全相同，都是IGBT連接組成的H橋功率單元電路。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在H橋功率單元電路中，設(shè)有互備檢測(cè)控制元件T (參見圖3);互備檢測(cè)控制元件Tf并聯(lián)連接到H橋功率單元電路的直流側(cè)；所述的互備檢測(cè)控制元件Tf的輸入控制端，連接到所述的檢測(cè)控制模塊。 當(dāng)任何一個(gè)電壓補(bǔ)償單元發(fā)生故障時(shí)，所述的檢測(cè)控制模塊可以控制互備檢測(cè)控制元件Tf提供旁路導(dǎo)通；當(dāng)基頻模塊的個(gè)別H橋發(fā)生故障時(shí)，可將高頻模塊作為基頻模塊，與基頻模塊統(tǒng)一控制，從而滿足暫態(tài)電壓擾動(dòng)的補(bǔ)償；同樣，當(dāng)裝置高頻模塊發(fā)生故障時(shí)，基頻模塊也可代替高頻模塊，通過(guò)控制策略對(duì)高頻量的衰減特性實(shí)現(xiàn)高頻量的補(bǔ)償。隔離變壓器TlO設(shè)有為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組；所述為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組，通過(guò)所述對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，連接到所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的H橋功率單元電路的輸入端；連接在三相系統(tǒng)電源同一相上的諧波電壓補(bǔ)償單元和基波電壓補(bǔ)償單元串聯(lián)連接后，通過(guò)電感L與電容器Cx組成的LC濾波電路，串聯(lián)接入三相系統(tǒng)電源100和敏感負(fù)載900之間。逆變輸出側(cè)的濾波電感L在負(fù)載側(cè)發(fā)生短路時(shí)提供限流保護(hù)功能。在圖I所示的本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的實(shí)施例中，互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還設(shè)有可控旁路開關(guān)元件BT，可控旁路開關(guān)元件BT可以采用雙向晶閘管或其他反向并聯(lián)的可控電力開關(guān)器件組成，可控旁路開關(guān)元件BT與電壓調(diào)節(jié)模塊200的輸出端并聯(lián)，也就是與LC濾波電路中的濾波電容Cx并聯(lián)，連接在三相系統(tǒng)電源100和敏感負(fù)載900之間；所述可控旁路開關(guān)元件BT的控制極，通過(guò)光耦或光線隔離連接到所述的檢測(cè)控制模塊。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)模塊200發(fā)生故障時(shí)，所述的檢測(cè)控制模塊在關(guān)閉電壓調(diào)節(jié)模塊的同時(shí)，接通可控旁路開關(guān)元件BT，三相系統(tǒng)電源100可以通過(guò)可控旁路開關(guān)元件BT繼續(xù)向敏感負(fù)載900供電。本實(shí)用新型的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的檢測(cè)控制模塊如圖5所示，包含數(shù)字信號(hào)處理器300、信號(hào)調(diào)理元件400、電流/電壓轉(zhuǎn)換元件410和網(wǎng)絡(luò)接口單元500，數(shù)字信號(hào)處理器300設(shè)有AD轉(zhuǎn)換器310和PWM輸出端口 320，AD轉(zhuǎn)換器310的模擬信號(hào)輸入端，通過(guò)信號(hào)調(diào)理元件400和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件410連接到三相系統(tǒng)電源的電壓互感器和電流互感器，接收電源電壓和電流檢測(cè)信號(hào)；PWM輸出端口 320通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路700，分別連接到各路基波電壓補(bǔ)償單元和諧波電壓補(bǔ)償單元的IGBT(T1至T4)的柵極，把數(shù)字信號(hào)處理器300產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)傳送給多重化級(jí)聯(lián)的各個(gè)功率單元；數(shù)字信號(hào)處理器300通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元500連接到三相系統(tǒng)電源的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)控制。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字信號(hào)處理器300為Tl公司的TMS320F28335型數(shù)字信號(hào)處理器，該處理器具有150MHz的高速處理能力，具備32位浮點(diǎn)處理單元，6個(gè)DMA通道支持ADC、McBSP和EMIF，有多達(dá)18路的PWM輸出，其中有6路為Tl特有的更高精度的PWM輸出(HRPWM)，12位16通道ADC。IGBT驅(qū)動(dòng)電路700可以使用任何現(xiàn)有的IGBT驅(qū)動(dòng)集成電路，典型的實(shí)施例是EXB8系列的EXB840，EXB841, EXB850, EXB851，M579系列的M57957, M57958, M57962, HL系列的HL402，GH系列的GH-039等。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口單元500采用EtherCAT從站控制器ETl 100，EtherCAT是開放的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，能夠滿足電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)運(yùn)行方式越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化水平的要求越來(lái)越高的要求。28335產(chǎn)生8路PWM波，經(jīng)過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路700送出。板卡上將所有輸入故障信號(hào)相“或”送給6路封鎖PWM輸入信號(hào)(TZ)，確保一旦發(fā)生故障28335可直接從硬件上封鎖所有PWM。模擬量采集通道連接的信號(hào)調(diào)理元件400和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件410包括兩路電壓霍爾元件(CHV-50P/1200A)輸入，2路電流霍爾元件輸入，4路熱敏電阻采樣輸入，AD轉(zhuǎn)換器采用28335內(nèi)部12bitAD。 DIDO連接的4路DI輸入端子連接的數(shù)字輸入信號(hào)包括整流橋左橋臂故障，右橋臂故障，逆變橋左橋臂故障，右橋臂故障，驅(qū)動(dòng)板電源欠壓故障；D0輸出端的數(shù)字輸出信號(hào)包括8路PWM信號(hào)，封鎖旁路信號(hào)和驅(qū)動(dòng)板復(fù)位信號(hào)。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何基于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神對(duì)以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括電壓調(diào)節(jié)模塊、可控整流模塊和檢測(cè)控制模塊，所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間，所述的檢測(cè)控制模塊的檢測(cè)輸入端連接到三相系統(tǒng)電源，所述的檢測(cè)控制模塊的控制輸出端，連接到電壓調(diào)節(jié)模塊和可控整流模塊，其特征在于所述的電壓調(diào)節(jié)模塊為多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，每相由η個(gè)串聯(lián)連接的基波電壓補(bǔ)償單元組成，其中I < η < 20 ; 所述的基波電壓補(bǔ)償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路，所述的H橋功率單元電路設(shè)有互備檢測(cè)控制元件，互備檢測(cè)控制元件并聯(lián)連接到H橋功率單元電路的直流側(cè)；所述的互備檢測(cè)控制元件的輸入控制端，連接到所述的檢測(cè)控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的可控整流模塊包含η個(gè)PWM可控整流單元，每個(gè)PWM可控整流單元連接一個(gè)基波電壓補(bǔ)償單元；所述PWM可控整流單元的交流側(cè)，通過(guò)一臺(tái)多繞組隔離變壓器連接到三相系統(tǒng)電源；所述隔離變壓器包含3η個(gè)二次繞組，每個(gè)二次繞組對(duì)應(yīng)連接一個(gè)PWM可控整流單元；所述PWM可控整流單元的直流側(cè)，分別連接到對(duì)應(yīng)的H橋功率單元電路的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的電壓調(diào)節(jié)模塊設(shè)有諧波電壓補(bǔ)償單元和與其對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路；所述隔離變壓器設(shè)有為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組；所述為諧波電壓補(bǔ)償單元供電的二次繞組，通過(guò)所述對(duì)應(yīng)的PWM可控整流單元，連接到所述的諧波電壓補(bǔ)償單元的H橋功率單元電路的輸入端；連接在三相系統(tǒng)電源同一相上的諧波電壓補(bǔ)償單元與基波電壓調(diào)節(jié)模塊串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置還設(shè)有可控旁路開關(guān)元件，所述可控旁路開關(guān)元件與所述的電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端并聯(lián)，連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間；所述可控旁路開關(guān)元件的控制極，通過(guò)光耦或光線隔離連接到所述的檢測(cè)控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一權(quán)利要求所述的互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的檢測(cè)控制模塊包含數(shù)字信號(hào)處理器、信號(hào)調(diào)理元件、電流/電壓轉(zhuǎn)換元件和網(wǎng)絡(luò)接口單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)有AD轉(zhuǎn)換器和PWM輸出端口，所述AD轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端，通過(guò)信號(hào)調(diào)理元件和電流/電壓轉(zhuǎn)換元件連接到三相系統(tǒng)電源的電壓互感器和電流互感器；所述PWM輸出端口通過(guò)IGBT驅(qū)動(dòng)電路，分別連接到各路基波電壓補(bǔ)償單元和諧波電壓補(bǔ)償單元的IGBT的柵極；所述的數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元連接到三相系統(tǒng)電源的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
專利摘要一種互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，包括電壓調(diào)節(jié)模塊、可控整流模塊和檢測(cè)控制模塊，互備保護(hù)型電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置連接在三相系統(tǒng)電源和敏感負(fù)載之間，電壓調(diào)節(jié)模塊為多重化級(jí)聯(lián)IGBT功率模塊，每相由n個(gè)串聯(lián)連接的基波電壓補(bǔ)償單元組成，其中1≤n≤20；所述的基波電壓補(bǔ)償單元的主電路是IGBT連接組成的H橋功率單元電路，所述的H橋功率單元電路設(shè)有互備檢測(cè)控制元件，互備檢測(cè)控制元件并聯(lián)連接到H橋功率單元電路的直流側(cè)；所述的互備檢測(cè)控制元件的輸入控制端，連接到所述的檢測(cè)控制模塊。該裝置可以顯著提高敏感用戶供電電能質(zhì)量，通過(guò)模塊之間互為備用的保護(hù)策略，可保證裝置部分模塊出現(xiàn)故障時(shí)仍能夠運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202550546SQ20122013442
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者何維國(guó), 劉雋, 包海龍, 張宇, 蔣曉春, 趙國(guó)亮 申請(qǐng)人:上海市電力公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院