一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，包括电网供电端、串联变压器、滤波器、变流器Ee和电容储能模块Ce，所述电网供电端与串联变压器的主绕组串联，并通过串联变压器的主绕组为负载供电，所述串联变压器的副绕组与滤波器连接，所述滤波器与变流器Ee连接，所述变流器Ee与电容储能模块Ce连接。本实用新型专利技术快速稳定实现电压补偿所需的储能要求，以取代传统的储能方式，用于电压暂降补偿的电容器混合储能模组，价格低、响应速度快、维护方便、操作简单且适合应用在各种电压补偿装置中。装置中。装置中。

【技术实现步骤摘要】
一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置


[0001]本技术涉及电容器储能
，尤其是一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置。

技术介绍

[0002]电压暂降是指电网的供电电压有效值在短时间内突然下降的情况，在电网中这种现象的持续时间大多为0.5～1.5s。电压暂降已成为影响生产用户最主要的电能质量问题。而电压暂降的次数远比电压中断发生的次数多，由于暂降发生次数相对来说较为频繁，设备由于暂降电压工作不正常或者停止。暂降发生时，电网没有停止供电，也不是所有的设备都不工作，而且暂降发生不可预测，发生的时间短，暂降的预防处理较为困难，且现在自动化的设备使用较多，生产效率较高，每发一次暂降带来工作停止的损失是巨大的。
[0003]针对电压暂降的危害，传统的改善措施主要有：
[0004](1)降低生产设备自身对电压暂降的敏感程度，即设备本身对暂降有一定的抵抗能力。
[0005](2)减少电网的故障数目，这一般通过供电部门来实现，投资高、周期长，实现起来比较困难。
[0006](3)缩短故障清除时间。
[0007](4)安装补偿装置来抑制或消除电能质量问题的影响，传统的方法有：加装静止补偿装置(如TCR、TSC、SR)；采用不间断电源(UPS)；安装备用发电机等。
[0008]这些方法或是不能对电网发生的电压暂降、波动等暂态电能质量问题进行实时的补偿，或是价格昂贵且效率低，总之存在着诸多不足。
[0009]动态电压恢复器DVR是基于现代电力电子技术的定制电力装置，是目前最有效和经济的解决电压跌落和上升问题的方法，其基本思想是在用户线路中插入一个动态受控的电压源，采用适当的控制方法使该电压抵消由于电力系统扰动对负荷电压造成的任何不良影响。
[0010]储能单元在电压暂降期间给负载提供有功功率，必须具有一定的能量存储与功率交换能力。典型和潜在的储能设备包括：蓄电池、超级电容器、飞轮储能、超导储能、电力电容器等，这几种方法都有各自特点和不足。
[0011]蓄电池的最大优势在于成本较低，使用简单；但由于自身充放电电流的限制，它不能提供较大的功率，在实时性上不能满足DVR进行电压补偿时瞬间释放大功率的要求；同时，蓄电池寿命较短，维护费用高，且多采用重金属或酸碱性原料，不利于环保。
[0012]超级电容器具有功率密度大，使用寿命长，免维护且环保的特点；缺点是单体电压低，要形成较高电压需要多个电容器串联，能量密度相对蓄电池较低。
[0013]飞轮储能具有电力输入输出快速、效率高、寿命长等优点，但飞轮本体材料的许用应力使转速不能无限的升高，也就使飞轮储存的能量受到限制。其储能效率受到轴承摩擦的制约，用来稳定和定位飞轮的控制系统较复杂。此外，冷却技术、真空技术也有待提高。因
飞轮的高速旋转还带来噪声、振动、安全问题等一系列问题。
[0014]超导储能技术的原理是利用超导线圈内产生的磁场来储存电能。超导储能技术的优点是输出功率大，易形成较高电压。缺点主要是制冷系统增加了造价，另外，其稳定性也值得关注，它对温度、电流密度和磁场的变化都非常敏感的，它的磁场要等于或高于9T，维持如此高的磁场也是一项难度非常大的技术。

技术实现思路

[0015]本技术解决了针对电压暂降的危害，传统的技术不能对电网发生的电压暂降、波动等暂态电能质量问题进行实时的补偿，价格昂贵且效率低的问题，提出一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，快速稳定实现电压补偿所需的储能要求，以取代传统的储能方式，用于电压暂降补偿的电容器混合储能模组，价格低、响应速度快、维护方便、操作简单且适合应用在各种电压补偿装置中。
[0016]为实现上述目的，提出以下技术方案：
[0017]一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，包括电网供电端、串联变压器、滤波器、变流器Ee和电容储能模块Ce，所述电网供电端与串联变压器的主绕组串联，并通过串联变压器的主绕组为负载供电，所述串联变压器的副绕组与滤波器连接，所述滤波器与变流器Ee连接，所述变流器Ee与电容储能模块Ce连接。
[0018]本装置的电容储能模块Ce的功率密度大于或等于100kW/kg，瞬间释放出上千安电流，用于快速响应，补偿电压暂降。当发生电压暂降时，电容储能模块Ce上存储的能量通过变流器Ee逆变转换交流电，交流电经滤波器后，得到工频的补偿电压。工频的补偿电压经串联变压器转换到电源侧，与输入电压叠加，补偿了输入电压的暂降。补偿后的输入电压给负载供电，保证负载的供电正常。本装置的电路简单、结构更紧凑，性价比高。
[0019]作为优选，所述电网供电端为三相电网电源，包括第一端Vsa、第二端Vsb和第三端Vsc。
[0020]作为优选，所述串联变压器设有第一变压器Ta、第二变压器Tb和第三变压器Tc，所述第一端Vsa与第一变压器Ta的主绕组的一端连接，所述第一变压器Ta的主绕组的另一端与负载连接；所述第二端Vsb与第二变压器Tb的主绕组的一端连接，所述第二变压器Tc的主绕组的另一端与负载连接；所述第三端Vsc与第三变压器Tc的主绕组的一端连接，所述第三变压器Tc的主绕组的另一端与负载连接。
[0021]第一变压器Ta、第二变压器Tb和第三变压器Tc正常工作时，不输出电压，直接给负载供电，不影响负载的供电情况。当检测到第一端Vsa、第二端Vsb和第三端Vsc的电压小于额定电压时，控制变流器Ee逆变产生与电网电压同相位的补偿电压UT，第一变压器Ta、第二变压器Tb和第三变压器Tc得到补偿电压，与电网供电端的电压一起给负载供电，从而保证负载电压端输入电压维持在正常工作范围。
[0022]作为优选，所述滤波器包括第一电容Ca、第二电容Cb、第三电容Cc、第一电感La、第二电感Lb和第三电感Lc，所述第一变压器Ta的副绕组的一端接有第一电容Ca的一端和第一电感La的一端，所述第一变压器Ta的副绕组的另一端与第一电容Ca的另一端连接，所述第一电感La的另一端接变流器Ee；所述第二变压器Tb的副绕组的一端接有第二电容Cb的一端和第二电感Lb的一端，所述第二变压器Tb的副绕组的另一端与第二电容Cb的另一端连接，
所述第二电感Lb的另一端接变流器Ee；所述第三变压器Tc的副绕组的一端接有第三电容Cc的一端和第三电感Lc的一端，所述第三变压器Tc的副绕组的另一端与第三电容Cc的另一端连接，所述第三电感Lc的另一端接变流器Ee。
[0023]作为优选，所述变流器Ee为三相全桥电路，采用IGBT、MOS或GTR，由于三相分别可控，可进行单相分别补偿，而且还可对谐波进行补偿，功能强大。
[0024]作为优选，所述电容储能模块Ce由电容串并联构成。构成电容串的电容为普通。电容采用普通电容储能，价格低，放电电流大。对比超级电容来说，超级电容放电电流相对较小，响应时间比普通电容慢，同容量价格较高。对电池来说价格更高，响应时间也长，放电电流更受限，而且寿命较短。
[0025]本技术的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，其特征是，包括电网供电端、串联变压器、滤波器、变流器Ee和电容储能模块Ce，所述电网供电端与串联变压器的主绕组串联，并通过串联变压器的主绕组为负载供电，所述串联变压器的副绕组与滤波器连接，所述滤波器与变流器Ee连接，所述变流器Ee与电容储能模块Ce连接。2.根据权利要求1所述的一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，其特征是，所述电网供电端为三相电网电源，包括第一端Vsa、第二端Vsb和第三端Vsc。3.根据权利要求2所述的一种改进型普通电容器储能三相电压补偿装置，其特征是，所述串联变压器设有第一变压器Ta、第二变压器Tb和第三变压器Tc，所述第一端Vsa与第一变压器Ta的主绕组的一端连接，所述第一变压器Ta的主绕组的另一端与负载连接；所述第二端Vsb与第二变压器Tb的主绕组的一端连接，所述第二变压器Tc的主绕组的另一端与负载连接；所述第三端Vsc与第三变压器Tc的主绕组的一端连接，所述第三变压器Tc的主绕组的另一端与负载连接。4.根据权利要求3所述的一种改进型普通电容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利方，陈国柱，吴常春，任国海，邱华，林森，刘洪鑫，江皓，陈慧，姚立海，杜鹏英，徐岿，雷志俊，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司遂昌县供电公司，
类型：新型
国别省市：