[实用新型]三相静止功率平衡装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电网用户三相静止功率侧负荷平衡调节装置，具体是一种节约能源降低损耗的三相静止功率平衡装置。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，大量单相用电负荷的急剧增加，尤其是民用单相用电负荷的增加更为突出，加之用电负荷投入和退出的随机性，由此导致大量的公用配电变压器单相负荷严重超载，其他两相负荷不足，配变用户侧电力负荷严重不平衡，甚至引起配电变压器单相线圈烧毁，造成供电中断，影响供电可靠性。

用户侧电力负荷不平衡影响配电线路和配电设备的实际出力，并且增加线路损耗和投资成本；缩短配电变压器的使用寿命。另外用户侧三相功率不平衡引起单相电压的下降，导致负载端电压降低，影响电网供电的稳定和供电质量，使负载工作环境恶化，工作效率降低，功耗增加。因此三相功率平衡补偿长期以来都是供电部门和电力用户研究的重要课题。

传统的三相功率平衡调节方法是采用人工统计各相负荷状况，然后调整配电线路使各相的负载基本平衡，传统功率平衡调节方法存在统计周期长、施工量大等缺点，无法快速实时各相负荷的变化，常出现刚施工调整完，又出现新的功率不平衡情况。使得供电部门不停地调整修改功率平衡方案，疲于奔命，因此供电部门急需一种快速实时调节用户侧负荷平衡装置。

发明内容

为克服上述问题，本实用新型提供一种节约能源降低损耗的三相静止功率平衡装置（CPA： Custom Power Adjust）。这种三相静止功率平衡装置是基于瞬时功率理论基础和自换相变流技术研制出的新型静止功率补偿平衡装置。它通过采用桥式电路的多重化、多电平和PWM技术处理，消除负荷的负序和零序不平衡分量以及由于谐波引起的不平衡分量，将三相功率重新分配，从而使得补偿后的装置－负荷联合体呈现对称平衡负荷特性，减小中线电流，降低损耗，避免因三相不平衡而可能引起的事故。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种三相静止功率平衡装置，包括信号调理电路、功率驱动电路、主控制器，其特征在于：信号调理电路和主控制器相连，主控制器与功率驱动电路相连。

所述的信号调理电路与电网相连接，负责整个平衡装置的信号采集和处理，信号调理电路中连接有LEM电压传感器，LEM电压传感器负责对三相交流输入电压，三相输出电流和直流侧电容电压进行实时检测，并对输入电压进行过零比较处理，调理出电网频率方波送给主控制器处理，三相交流电压采集采用的是输入交流电压380V。

所述的功率驱动电路由驱动电源、IGBT功率模块、隔离驱动电路三部分组成，隔离驱动电路连接IGBT功率模块，驱动电源连接IGBT并为IGBT供电；隔离驱动电路连接并接收主控制器发出的PWM信号，经过隔离驱动电路后将驱动信号送至IGBT，驱动电源给IGBT供电；IGBT功率模块把功率开关器件和驱动电路集成在一起，并可将检测信号送到主控制器。

所述的主控制器采用DSP数字信号处理器作为主控CPU，功率驱动电路与主控CPU相连，功率驱动电路与主控CPU的通信采用光耦隔离驱动，功率驱动电路的状态信息实时发送到主控制器，主控制器的主控CPU采集到驱动信息后，根据驱动模块状态信息，调整系统的控制状态；主控制CPU与上位系统之间采用的是RS232通讯模式进行连接；系统的外部I/O输入输出经隔离传输到主控CPU的I/O口，主控CPU根据设定的控制要求作出相应的执行控制；主控制器采用AT25128串行EEPROM保存上位系统各项设定参数值和存储系统的运行状态信息。

三相静止功率平衡装置还包括LCD显示设备，LCD显示设备与主控制器相连接，用来显示功率因数、三相电压、三相电流。

人机界面与控制器的通讯是采用RS232接口，可以实时的观察系统的各项数据和波形，人机界面采用的是LCD显示屏，可以显示功率因数、三相电压、三相电流等等。

电抗器和电容器，电抗器主要是作为IGBT功率模块输出电压的滤波，直流侧储能电容作为整流后直流母线的滤波和储能，其直流电压作为系统的电压指令以检测。