本實(shí)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(fù)荷，所以產(chǎn)生諧波和無(wú)功干擾的現(xiàn)象是不可避免的，因此，需安裝電流補(bǔ)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(wú)功電流流入電網(wǎng)，影響供電系統(tǒng)的可靠性和其它負(fù)荷的正常運(yùn)行；同時(shí)，電梯對(duì)電壓質(zhì)量的要求非常高，電壓短時(shí)中斷或波動(dòng)都會(huì)帶來(lái)毀滅性的影響，因此，需安裝電壓補(bǔ)償裝置，如不間斷電源(UPS)、動(dòng)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(shí)電壓中斷對(duì)電梯的影響，如圖2所示，在電壓跌落或瞬時(shí)電壓中斷發(fā)生時(shí)，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(guò)渡到由UPS繼續(xù)供電。DVR是一種串聯(lián)補(bǔ)償裝置，其可在毫秒級(jí)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(shí)，若針對(duì)每一種電能質(zhì)量問(wèn)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(huì)同時(shí)使用，將會(huì)大大增加治理成本，還會(huì)增加裝置運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜程度，并且各裝置之間還存在著協(xié)調(diào)配合問(wèn)題，影響聯(lián)合運(yùn)行的可靠性，所以既不經(jīng)濟(jì)又不現(xiàn)實(shí)。

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

本實(shí)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(jí)繞組串聯(lián)在電網(wǎng)和電梯之間的配電線上，次級(jí)繞組與所述第一濾波器連接；所述初級(jí)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(chǔ)能單元與第一濾波器之間；

所述變換器B連接于所述儲(chǔ)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(gè)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(guò)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(guò)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(guò)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(chǔ)能單元之間串聯(lián)接入一個(gè)斷路器；

所述直流電容兩端并聯(lián)一個(gè)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(shí)用新型的優(yōu)異效果為：

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

附圖說(shuō)明

圖1：APF示意圖；

圖2：UPS示意圖；

圖3：DVR示意圖；

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

圖5：本實(shí)用新型實(shí)施例中待機(jī)模式控制示意圖；

圖6：本實(shí)用新型實(shí)施例中充電模式控制示意圖；

圖7：本實(shí)用新型實(shí)施例中諧波補(bǔ)償和無(wú)功抑制模式控制示意圖；

圖8：本實(shí)用新型實(shí)施例中電壓跌落補(bǔ)償模式控制示意圖；

圖9：本實(shí)用新型實(shí)施例中電壓中斷補(bǔ)償模式控制示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

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

本實(shí)用新型中電梯安全衛(wèi)士的具體實(shí)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(chǔ)能單元、旁路開關(guān)和隔離開關(guān)。

串聯(lián)變壓器的初級(jí)繞組串聯(lián)在電網(wǎng)和電梯之間的配電線上，次級(jí)繞組與第一濾波器連接；初級(jí)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(chǔ)能單元與第一濾波器之間。變換器B連接于儲(chǔ)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(chǔ)能單元的兩端并聯(lián)有直流電容C，直流電容C與儲(chǔ)能單元之間串聯(lián)接入一個(gè)斷路器QF₄；直流電容C兩端并聯(lián)一個(gè)由開關(guān)管I和電阻R組成的串聯(lián)支路。

本實(shí)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(jí)繞組的一端通過(guò)隔離開關(guān)QS₁與電網(wǎng)連接，另一端通過(guò)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(jí)繞組的一端通過(guò)隔離開關(guān)QS₃與電網(wǎng)連接，另一端通過(guò)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(jí)繞組的一端通過(guò)隔離開關(guān)QS₅與電網(wǎng)連接，另一端通過(guò)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(gè)支路的電容C_P的另一端相互連接。

串聯(lián)變壓器中次級(jí)繞組的一端連接于電感和電容之間，次級(jí)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(jí)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(jí)繞組的另一端與其余兩個(gè)串聯(lián)變壓器的次級(jí)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(guò)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(guò)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(guò)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(shí)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(shí)施例中該電梯安全衛(wèi)士的工作狀態(tài)包括待機(jī)模式、充電模式、諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償模式、電壓跌落補(bǔ)償模式以及電壓中斷補(bǔ)償模式。

1、待機(jī)模式

如圖5所示，當(dāng)電梯安全衛(wèi)士發(fā)生故障或者需要檢修時(shí)，電梯安全衛(wèi)士處于待機(jī)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(guò)電阻R放電。

2、充電模式

如圖6所示，當(dāng)儲(chǔ)能單元需要充電時(shí)，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(chǔ)能單元進(jìn)入充電狀態(tài)。

3、諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償模式

如圖7所示，當(dāng)檢測(cè)到電梯產(chǎn)生諧波和無(wú)功時(shí)，電梯安全衛(wèi)士處于諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償狀態(tài)。

4、電壓跌落補(bǔ)償模式

如圖8所示，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生跌落時(shí)，電梯安全衛(wèi)士處于電壓跌落補(bǔ)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(jìn)入逆變狀態(tài)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

5、電壓中斷補(bǔ)償模式

如圖9所示，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生中斷時(shí)，電梯安全衛(wèi)士處于電壓中斷補(bǔ)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(jìn)入逆變狀態(tài)，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。