專利名稱：一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置。
背景技術(shù)：
近年來，電力系統(tǒng)電能治理裝置技術(shù)迅猛發(fā)展，相關(guān)關(guān)鍵設(shè)備由晶閘管控制電抗器(TCR:Thyristor Controlled Reactor)晶閘管閥轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止無功發(fā)生器(SVG:StaticVar Generator)變流器閥。SVG變流器閥由IGBT器件及相關(guān)驅(qū)動、保護、及電源電路組成。電路板安裝于高電位，必須采取特殊的方法實現(xiàn)高電位電路板穩(wěn)定、可靠的取能。傳統(tǒng)設(shè)計取能方式為高壓自取能方式，即從變流器模塊的支撐電容上的直流電壓通過DC/DC變換得至IJ。供給IGBT的驅(qū)動電路和保護電路工作。為提高SVG變流器的可靠性，在設(shè)計允許的余量范圍內(nèi)，需要將故障的變流器模塊用接觸器短接，保證整套裝置的持續(xù)運行。在這種工作模式下，上訴的傳統(tǒng)高壓自取能方式將不能滿足要求。需要提供一種變流器模塊故障情況下仍能夠正常工作的取能方式。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，效率高，體積小，并且受負載影響小。本實用新型提供一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，包括:高頻恒流電流源、高壓電纜、取能電路板和取能電流互感器；所述高頻恒流電流源的輸入端連接交流380V電源，將該交流380V進行整流逆變后形成高頻恒流電流；所述高頻恒流電流源的輸出端通過所述高壓電纜短接；所述高壓電纜穿過串聯(lián)的N組設(shè)置在靜止無功發(fā)生器變流器閥上的穿心式取能電流互感器；所述N為大于或等于I的整數(shù)；所述取能電流互感器的二次側(cè)連接靜止無功發(fā)生器變流器閥上的取能電路板；所述取能電路板將高頻電流變換為穩(wěn)定的直流電壓，為靜止無功發(fā)生器變流器閥上的IGBT驅(qū)動電路及保護電路提供工作電源。優(yōu)選地，所述高頻恒流電流源包括整流器、逆變器和電抗；所述整流器的輸入端連接所述交流380V電源，用于將所述交流380V整流為直流電，所述整流器的輸出端連接所述逆變器；所述逆變器將所述直流電逆變?yōu)榻涣麟姡鼋涣麟娊?jīng)過所述電抗后形成高頻恒流電流；所述電抗與所述高壓電纜串聯(lián)。優(yōu)選地，所述取能電流互感器采用鐵氧體材料。優(yōu)選地，所述取能電流互感器設(shè)計為上下開口式結(jié)構(gòu)。[0016]優(yōu)選地，所述取能電路板包括:整流橋、開關(guān)管、比較器、第一分壓電阻、第二分壓電阻和儲能電容；所述整流橋的輸入端連接取能電流互感器的二次側(cè)；所述開關(guān)管的第一端連接所述整流橋的正輸出端，所述開關(guān)管的第二端連接所述整流橋的負輸出端；所述整流橋的負輸出端接地；所述開關(guān)管的第一端通過第五二極管連接取能電路板的正輸出端；所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)后連接所述取能電路板的正輸出端和取能電路板的負輸出端；所述儲能電容的兩端連接所述取能電路板的正輸出端和取能電路板的負輸出端;所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接所述比較器的正相輸入端，所述比較器的反相輸入端連接參考電壓；所述比較器的輸出端連接所述開關(guān)管的控制端。優(yōu)選地，所述取能電路板還包括:第四電阻、第五電阻、穩(wěn)壓管、三極管和第二電容；所述第四電阻的一端連接所述取能電路板的正輸出端，另一端連接所述穩(wěn)壓管的陰極；所述穩(wěn)壓管的陽極接地；所述三極管的基極連接所述穩(wěn)壓管的陰極，發(fā)射極通過所述第二電容接地，集電極通過所述第五電阻連接所述取能電路板的正輸出端；所述第二電容上的電壓作為通過第三電阻連接所述比較器的反相輸入端。優(yōu)選地，所述取能電流互感器設(shè)計為對稱的兩塊，每塊上面開有螺孔，通過裝配件和螺釘將兩塊取能電流互感器裝配為一個完整的取能電流互感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:本實用新型提供的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，利用高頻恒流電流源通過整流和逆變后將380V的交流電逆變?yōu)楦哳l電流，利用高壓電纜的絕緣實現(xiàn)低壓側(cè)的高頻恒流電流源和高壓側(cè)的SVG變流器閥的隔離，從而避免干擾。而現(xiàn)有技術(shù)中的取能電流互感器采用高壓電流互感器實現(xiàn)隔離，這樣現(xiàn)有技術(shù)中的整個取能裝置的體積較大，成本較高。而本實用新型提供的取能裝置不必采用高壓電流互感器，因此，體積較小，成本較低。

圖1是本實用新型靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置示意圖；圖2是本實用新型提供的高頻恒流電流源電路圖；圖3是本實用新型提供的取能電路板的電路原理圖；圖4是本實用新型提供的取能電流互感器的剖視圖；圖5是本實用新型提供的取能電流互感器的裝配圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細的說明。[0037]參見圖1，該圖為本實用新型提供的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置示意圖。本實用新型實施例提供一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，包括:高頻恒流電流源100、高壓電纜300、取能電路板200和取能電流互感器400 ；所述高頻恒流電流源100的輸入端連接交流380V電源，將該交流380V進行整流逆變后形成高頻恒流電流；所述高頻恒流電流源100的輸出端通過所述高壓電纜300短接；所述高壓電纜300穿過串聯(lián)的N組設(shè)置在靜止無功發(fā)生器變流器閥上的穿心式取能電流互感器400 ;所述N為大于或等于I的整數(shù)；所述取能電流互感器400的二次側(cè)連接靜止無功發(fā)生器變流器閥上的取能電路板 200 ；所述取能電路板200將高頻電流變換為穩(wěn)定的直流電壓，為靜止無功發(fā)生器變流器閥上的IGBT驅(qū)動電路及保護電路提供工作電源。本實用新型提供的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，利用高頻恒流電流源100通過整流和逆變后將380V的交流電逆變?yōu)楦哳l電流，采用高頻電流，可以減少同等容量下的取能電流互感器400的體積。利用高壓電纜的絕緣實現(xiàn)低壓側(cè)的高頻恒流電流源和高壓側(cè)的SVG變流器閥的隔離，從而避免干擾。而現(xiàn)有技術(shù)中的取能電流互感器采用高壓電流互感器實現(xiàn)隔離，這樣現(xiàn)有技術(shù)中的整個取能裝置的體積較大，成本較高。而本實用新型提供的取能裝置不必采用高壓電流互感器，因此，體積較小，成本較低。本實用新型提供的裝置采用與主電路隔離的取能方式，取能不受變流器閥側(cè)負載的影響，主要是因為整個供電在380V側(cè)，不是在主電路側(cè)，主電路側(cè)的高壓變化不會影響到供電的低壓380V。參見圖2，該圖為本實用新型提供的高頻恒流電流源電路圖。下面介紹本實用新型提供的高頻恒流電流源的具體結(jié)構(gòu)。高頻恒流電流源包括整流器101、逆變器102和電抗Z ;所述整流器101的輸入端連接所述交流380V電源，用于將所述交流380V整流為直流電，所述整流器101的輸出端連接所述逆變器102 ；所述逆變器102將所述直流電逆變?yōu)榻涣麟姡鼋涣麟娊?jīng)過所述電抗Z后形成高頻恒流電流； 所述電抗Z與所述高壓電纜串聯(lián)。需要說明的是，所述整流器101為三相全橋整流器。所述逆變器102為單相逆變器。下面結(jié)合具體電路詳細介紹本實用新型實施例提供的取能電路板的工作原理。參見圖3，該圖為本實用新型提供的取能電路板的電路原理圖。本實施例中提供的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，所述取能電路板包括:整流橋、開關(guān)管V1、比較器U1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2和儲能電容Cl ；所述整流橋的輸入端連接取能電流互感器的二次側(cè)；所述開關(guān)管Vl的第一端連接所述整流橋的正輸出端，所述開關(guān)管Vl的第二端連接所述整流橋的負輸出端；所述整流橋的負輸出端接地；所述開關(guān)管Vl的第一端通過第五二極管D5連接取能電路板的正輸出端U+ ；[0060]所述第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2串聯(lián)后連接所述取能電路板的正輸出端U+和取能電路板的負輸出端，取能電路板的負輸出端接地，即GND ；所述儲能電容Cl的兩端連接所述取能電路板的正輸出端U+和取能電路板的負輸出端；所述第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2的公共端連接所述比較器Ul的正相輸入端，所述比較器Ul的反相輸入端連接參考電壓；所述比較器Ul的輸出端連接所述開關(guān)管Vl的控制端。取能電流互感器二次側(cè)的高頻電流源經(jīng)過二極管D1-D4形成的整流橋整形后，給儲能電容Cl充電，Cl上的電壓由R1、R2阻值按比例分壓，分壓后的電壓信號送給比較器Ul的正相輸入端，Ul的反相輸入端接固定電壓值，當Ul的正相輸入端的電壓小于反相輸入端的電壓時，Ul輸出低電平，即Vl不導(dǎo)通，輸入電流持續(xù)給儲能電容Cl充電；當仍的正相輸入端的電壓大于反相輸入端的電壓后，比較器Ul輸出高電平，此時Vl導(dǎo)通，輸入的高頻電流全部從Vl上流走，維持Cl上恒定的電壓值。繼續(xù)參見圖3，取能電路板還包括為比較器提供電源的電路部分。取能電路板還包括:第四電阻R4、第五電阻R5、穩(wěn)壓管D6、三極管Tl和第二電容C2 ；所述第四電阻R4的一端連接所述取能電路板的正輸出端U+，另一端連接所述穩(wěn)壓管D6的陰極；所述穩(wěn)壓管D6的陽極接地；所述三極管Tl的基極連接所述穩(wěn)壓管D6的陰極，發(fā)射極通過所述第二電容C2接地，集電極通過所述第五電阻R5連接所述取能電路板的正輸出端U+ ；所述第二電容C2上的電壓作為通過第三電阻R3連接所述比較器Ul的反相輸入端。當Cl開始儲能時，三極管Tl開始導(dǎo)通，C2即開始儲能，當C2上的電壓值與D6的穩(wěn)壓值相當時，三極管Tl截止，維持C2上恒定的電壓值。參見圖4，該圖為本實用新型提供的取能電流互感器的剖視圖。需要說明的是，本實用新型實施例提供的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，優(yōu)選地，所述取能電流互感器采用鐵氧體材料。鐵氧體材料的取能電流互感器相比于同等容量下的硅鋼片材料的互感器體積要小很多。同時，取能電流互感器設(shè)計為開口式結(jié)構(gòu)，方便安裝和維護。這一點在串聯(lián)了多個取能電流互感器的電路中尤為重要。所述取能電流互感器設(shè)計為開口式結(jié)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖5詳細說明取能電流互感器的結(jié)構(gòu)。參見圖5，該圖為本實用新型提供的取能電流互感器的裝配圖。從圖中可以看出，取能電流互感器設(shè)計為對稱的兩個部件，兩個部件均通過裝配板和螺釘裝配在一起，從而組成完整的一個取能電流互感器?？梢岳斫獾氖牵谌∧茈娏骰ジ衅魃祥_有螺孔。本實用新型實施例中不限定具體裝配板的形狀，只要將兩個部件組成一個完整的取能電流互感器即可。[0081 ] 這樣設(shè)計取能電流互感器的目的是為了便于安裝和拆卸。綜上所述，本實用新型實施例提供的SVG變流器閥用取能裝置，效率高，體積小，安裝維護簡單、受負載影響小，可以在變流器閥模塊旁路的模式下為處于高電位的閥側(cè)電路板提供可靠的工作電源。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于，包括:高頻恒流電流源、高壓電纜、取能電路板和取能電流互感器； 所述高頻恒流電流源的輸入端連接交流380V電源，將該交流380V進行整流逆變后形成高頻恒流電流； 所述高頻恒流電流源的輸出端通過所述高壓電纜短接； 所述高壓電纜穿過串聯(lián)的N組設(shè)置在靜止無功發(fā)生器變流器閥上的穿心式取能電流互感器；所述N為大于或等于I的整數(shù)； 所述取能電流互感器的二次側(cè)連接靜止無功發(fā)生器變流器閥上的取能電路板； 所述取能電路板將高頻電流變換為穩(wěn)定的直流電壓，為靜止無功發(fā)生器變流器閥上的IGBT驅(qū)動電路及保護電路提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于，所述高頻恒流電流源包括整流器、逆變器和電抗； 所述整流器的輸入端連接所述交流380V電源，用于將所述交流380V整流為直流電，所述整流器的輸出端連接所述逆變器； 所述逆變器將所述直流電逆變?yōu)榻涣麟?，所述交流電?jīng)過所述電抗后形成高頻恒流電流； 所述電抗與所述高壓電纜串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于， 所述取能電流互感器采用鐵氧體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于， 所述取能電流互感器設(shè)計為上下開口式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于，所述取能電路板包括:整流橋、開關(guān)管、比較器、第一分壓電阻、第二分壓電阻和儲能電容； 所述整流橋的輸入端連接取能電流互感器的二次側(cè)； 所述開關(guān)管的第一端連接所述整流橋的正輸出端，所述開關(guān)管的第二端連接所述整流橋的負輸出端；所述整流橋的負輸出端接地； 所述開關(guān)管的第一端通過第五二極管連接取能電路板的正輸出端； 所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)后連接所述取能電路板的正輸出端和取能電路板的負輸出端； 所述儲能電容的兩端連接所述取能電路板的正輸出端和取能電路板的負輸出端； 所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接所述比較器的正相輸入端，所述比較器的反相輸入端連接參考電壓； 所述比較器的輸出端連接所述開關(guān)管的控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于，所述取能電路板還包括:第四電阻、第五電阻、穩(wěn)壓管、三極管和第二電容； 所述第四電阻的一端連接所述取能電路板的正輸出端，另一端連接所述穩(wěn)壓管的陰極；所述穩(wěn)壓管的陽極接地； 所述三極管的基極連接所述穩(wěn)壓管的陰極，發(fā)射極通過所述第二電容接地，集電極通過所述第五電阻連接所述取能電路板的正輸出端；所述第二電容上的電壓作為通過第三電阻連接所述比較器的反相輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，其特征在于，所述取能電流互感器設(shè)計為 對稱的兩塊，每塊上面開有螺孔，通過裝配件和螺釘將兩塊取能電流互感器裝配為一個完整的取能電流互感器。
專利摘要本實用新型提供一種靜止無功發(fā)生器變流器閥用取能裝置，包括高頻恒流電流源、高壓電纜、取能電路板和取能電流互感器；高頻恒流電流源的輸入端連接交流380V電源，將該交流380V進行整流逆變后形成高頻恒流電流；所述高頻恒流電流源的輸出端通過所述高壓電纜短接；高壓電纜穿過串聯(lián)的N組設(shè)置在靜止無功發(fā)生器變流器閥上的穿心式取能電流互感器；N為大于或等于1的整數(shù)；取能電流互感器的二次側(cè)連接靜止無功發(fā)生器變流器閥上的取能電路板；取能電路板將高頻電流變換為穩(wěn)定的直流電壓，為靜止無功發(fā)生器變流器閥上的IGBT驅(qū)動電路及保護電路提供工作電源。本實用新型提供的取能裝置不必采用高壓電流互感器，因此，體積較小，成本較低。
文檔編號H02M7/12GK202931212SQ20122053939
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者曹洋, 譚勝武, 楊磊, 呂順凱, 彭勃, 梁文超, 徐振, 初蕊, 曹超, 王桂華 申請人:株洲變流技術(shù)國家工程研究中心有限公司