本发明专利技术涉及一种配电变压器负序电流治理装置及方法，主要包括有源滤波器和动态无功补偿器，通过谐波检测单元获得配电变压器副边三相电流及中线电流并进行分离得到谐波电流，接着利用谐波电流经过PWM触发脉冲生成电路单元产生PWM脉冲控制信号，触发PWM逆变器主电路单元中晶闸管的导通并产生谐波补偿电流，从而滤除谐波电流，减小谐波电流引起的负序电流；动态无功补偿器通过数据采集单元对三相电压、电流及中线电流实时动态采集，然后通过中央信息处理器单元计算相间和相对地间无功补偿量，并对电容器组进行动态投切，从而减小三相基波电流不平衡引起的负序电流。该装置控制简单、易于实现，可有效减小负序电流的危害，有助于产品化。
【技术实现步骤摘要】
—种配电变压器负序电流治理装置及方法
本专利技术涉及配电变压器三相不平衡电流治理领域，特别涉及谐波及基波不平衡电流引起的负序电流治理方法的实现。
技术介绍
随着国民经济与生产技术的迅速发展，电力系统中负荷情况日趋多样化与复杂化，电网中三相负载长期处于不平衡状态，由此会产生较大的负序电流，特别是一些动态的非线性不平衡负荷(如电弧炉、电气化铁路、电焊机等)的使用，在其近区电网中也会出现较高的负序和谐波(电压和电流)水平。在负序和谐波的共同作用下，就会造成以负序滤过器为起动元件的继电保护和自动装置误动作(也就是非故障起动)。但电力系统的发展，大容量和长距离重负荷线路的出现，对继电保护装置相序和自动装置提出了愈来愈高的要求，因此有必要研制一种针对谐波及三相不平衡电流联合治理装置及方法对负序电流进行有效治理，这对提高供电可靠性，保证电网的安全运行具有重要的意义。现有电力电子装置就近吸收无功和谐波源产生的谐波电流，是抑制负序电流和谐波电流、以及提高功率因数的有效措施。其中，TCR型SVC是目前公认的治理负序电流和谐波电流最为有效地治理装置，可以快速的解决电压波动问题，且还可通过分相调节对三相不对称负载进行平衡化补偿来消除负序分量，并可通过在并联电容器上串联小的调谐电抗器形成单调谐无源滤波器。在提供容性无功的同时滤除固定次数的谐波。但SVC本身也是个谐波源，谐波次数随负载的变化而变化，给每次谐波都安装滤波支路则会造成整个装置体积庞大，且滤波性能受系统参数影响大，因此不可避免地存在与电网等效阻抗发生串并联谐振的可能。
技术实现思路
本专利技术目的是针对配电变压器三相负载不平衡和谐波电流引起负序电流过大，提出了。本专利技术通过以下技术方法实现:一种配电变压器负序电流治理装置包括安装在电网的前端(靠近配电变压器)的有源滤波器和/或安装在电网的后端(即负载端)的动态全容性无功补偿器；其中所述有源滤波器包括谐波检测单元、PWM触发脉冲生成电路单元和PWM逆变器主电路单元，谐波检测单元将电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，得到谐波电流，然后将谐波电流输入PWM触发脉冲生成电路单元进行电流控制并产生PWM触发脉冲，所述PWM触发脉冲触发PWM逆变器主电路单元的IGBT通断，调制出与电网中负荷产生的谐波电流大小相等、极性相反的输出电流，且输入电网中。所述动态全容性无功补偿器包括数据采集单元、中央信息处理器单元、电容补偿柜、GPRS无线通讯单元和计算机，数据采集单元接收电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，将处理获得的电压、电流及中线电流有效值传送至中央信息处理器单元，中央信息处理器单元进行相间和相对地的无功补偿量的计算，然后输出计算控制结果到电容补偿柜，控制电容补偿柜中负荷开关的开合来控制相间和相与地间电容器组的动态投切，中央信息处理器单元通过GPRS无线通讯单元与计算机通讯，将无功补偿前后的电参量在计算机上显示。利用上述配电变压器负序电流治理装置进行负序电流治理的方法，包括以下步骤:I)、有源滤波器的初始化:主要包括设置系统参数、中断控制、配置引脚功能以及A/D和PWM参数。2)、定时采集配电变压器的电压和电流信号:当达到采集时间时，有源滤波器的谐波检测单元将电压和电流互感器采集到的三相电压、电流及中线电流模拟信号进行信号调理后，经过谐波分离算法处理并进行A/D转换后得到谐波电流。3)、有源滤波器中PWM触发脉冲生成电路单元接收到谐波检测单元的谐波电流，经过三角载波控制方式和闭环控制方式对谐波电流进行处理获得PWM触发脉冲。4)、当有源滤波器中PWM逆变器主电路单元接收到PWM触发脉冲生成电路单元的PWM触发脉冲，控制IGBT的通断，采用脉宽调制控制方式，调制出与电网中负荷产生的谐波电流大小相等、极性相反的输出电流，且输入电网中使该输出电流与电网中负荷产生的谐波电流相对消，减小谐波电流对负序电流的影响。5)、动态全容性无功补偿器进行初始化，包括设置中央信息处理器单元中单片机的时钟，寄存器、串口、定时器和模/数转换器。6)、动态全容性无功补偿器的数据采集单元接收由电压和电流互感器采集到的三相电压、电流及中线电流模拟信号，处理获得电压、电流及中线电流有效值，然后经过A/D转换过后，得到电压、电流及中线电流有效值的数字量。7)、动态全容性无功补偿器的中央信息处理器单元接收三相电压、电流及中线电流有效值数字量后，进行相间和相对地无功功率的计算，获得无功调节量，然后通过控制单片机I/O 口高低电平来输出控制信号，同时GPRS无线通讯单元将配电变压器的电参量及无功调节量传送至计算机进行显示。8)、动态全容性无功补偿器的中央信息处理器单元输出的控制信号经过光电隔离后控制电容补偿柜中负荷开关的开合，动态投切相间和相对地间电容器，对配电变压器三相电流不平衡进行治理，从而减小负序电流；同时通过GPRS无线通讯单元将治理后的三相电压、电流及无功功率传送至计算机显示。9)、工作人员可通过计算机对配电变压器运行状态进行实时在线检测，并可对数据进行查询、删除、导出及异常打印等功能。本专利技术采用以上技术方案后，本专利技术装置利用有源滤波器对谐波电流进行治理来减小其对负序电流的影响，同时利用动态全容性无功补偿器对配电变压器三相不平衡基波电流进行平衡化治理来减小负序电流，两个部分协调运行，可有效治理负序电流。本专利技术可广泛应用于配电变压器三相不平衡和谐波污染综合治理等领域，对系统的安全可靠运行有着重要的意义。【附图说明】图1是配电变压器器负序电流治理装置接线框图；图2是动态全容性无功补偿器补偿原理图；图3是动态全容性无功补偿器电容器组接线图；图4是后台数据检测软件单元数据读取流程图。【具体实施方式】下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。参见图1，一种配电变压器负序电流治理装置包括有源滤波器和动态全容性无功补偿器两部分，使治理效果最好。在治理负序电流时还可以将有源滤波器和动态全容性无功补偿器分开使用。其中所述有源滤波器包括谐波检测单元1、PWM触发脉冲生成电路单元2和PWM逆变器主电路单元3，谐波检测单元I将电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，得到谐波电流，然后将谐波电流输入PWM触发脉冲生成电路单元2进行电流控制并产生PWM触发脉冲，所述PWM触发脉冲触发PWM逆变器主电路单元3的IGBT通断，调制出与电网中负荷产生的谐波电流大小相等、极性相反的输出电流,且输入电网中。所述动态全容性无功补偿器包括数据采集单元4、中央信息处理器单元5、电容补偿柜6、GPRS无线通讯单元7和计算机8，数据采集单元4接收电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压和电流信号进行处理，将处理获得的电压、电流及中线电流有效值传送至中央信息处理器单元5，中央信息处理器单元5进行相间和相对地的无功补偿量的计算，然后输出计算控制结果到电容补偿柜6，控制电容补偿柜6中负荷开关的开合来控制相间和相与地间电容器组的动态投切，中央信息处理器单元5通过GPRS无线通讯单元7与计算机8通讯，将无功补偿前后的电参量在计算机8上显示。具体地，所述谐波检测单元I还包括同步信号电路和锁相倍频电路，其中同步信号电路用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配电变压器负序电流治理装置，其特征在于：包括有源滤波器和/或动态全容性无功补偿器；其中所述有源滤波器包括谐波检测单元（1）、PWM触发脉冲生成电路单元（2）和PWM逆变器主电路单元（3），谐波检测单元（1）将电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，得到谐波电流，然后将谐波电流输入PWM触发脉冲生成电路单元（2）进行电流控制并产生PWM触发脉冲，所述PWM触发脉冲触发PWM逆变器主电路单元（3）的IGBT通断，调制出与电网中负荷产生的谐波电流大小相等、极性相反的输出电流，且输入电网中；所述动态全容性无功补偿器包括数据采集单元（4）、中央信息处理器单元（5）、电容补偿柜（6）、GPRS无线通讯单元（7）和计算机（8），数据采集单元（4）接收电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，将处理获得的电压、电流及中线电流有效值传送至中央信息处理器单元（5），中央信息处理器单元（5）进行相间和相对地的无功补偿量的计算，然后输出计算控制结果到电容补偿柜（6），控制电容补偿柜（6）中负荷开关的开合来控制相间和相与地间电容器组的动态投切，中央信息处理器单元（5）通过GPRS无线通讯单元（7）与计算机（8）通讯，将无功补偿前后的电参量在计算机（8）上显示。...
【技术特征摘要】
1.一种配电变压器负序电流治理装置，其特征在于:包括有源滤波器和/或动态全容性无功补偿器；其中所述有源滤波器包括谐波检测单元(I)、PWM触发脉冲生成电路单元(2 )和PWM逆变器主电路单元(3 )，谐波检测单元(I)将电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，得到谐波电流，然后将谐波电流输入PWM触发脉冲生成电路单元(2)进行电流控制并产生PWM触发脉冲，所述PWM触发脉冲触发PWM逆变器主电路单元(3)的IGBT通断，调制出与电网中负荷产生的谐波电流大小相等、极性相反的输出电流，且输入电网中； 所述动态全容性无功补偿器包括数据采集单元(4)、中央信息处理器单元(5)、电容补偿柜(6)、GPRS无线通讯单元(7)和计算机(8)，数据采集单元(4)接收电压和电流互感器采集到的电网中的三相电压、电流及中线电流信号进行处理，将处理获得的电压、电流及中线电流有效值传送至中央信息处理器单元(5)，中央信息处理器单元(5)进行相间和相对地的无功补偿量的计算，然后输出计算控制结果到电容补偿柜(6)，控制电容补偿柜(6)中负荷开关的开合来控制相间和相与地间电容器组的动态投切，中央信息处理器单元(5)通过GPRS无线通讯单元(7)与计算机(8)通讯，将无功补偿前后的电参量在计算机(8 )上显/Jn ο2.根据权利要求1所述一种配电变压器负序电流治理装置，其特征在于:所述有源滤波器安装在电网的前端，动态全容性无功补偿器安装在电网的后端。3.一种利用权利要求1所述配电变压器负序电流治理装置进行负序电流治理的方法，包括以下步骤: 1)、有源滤波器的初始化:主要包括设置系统参数、中断控制、配置引脚功能以及A/D和PWM参数；` 2)、定时采集配电变压器的电压和电流信号:当达到采集时间时，有源滤波器的谐波检测单元(I)将电压和电流互感器采集到的三相电压、电流及中线电流模拟信号进行信号调理后，经过谐波分离算法处理并进行A/D转换后得到谐波...
【专利技术属性】
技术研发人员：张占龙，郭民怿，张家铭，周鹏，罗晨，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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