[实用新型]配电变压器自适应补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及涉及一种中低压无功补偿装置，特别涉及一种五电平两桥臂配电变压器自适应补偿装置。

背景技术

随着现代化进程的不断加快，全社会的用电量不断增加，同时也对电能质量提出了更高的要求。无功电流会增加流过配电变压器和线路的电流，浪费电能，恶化电能质量，增加损耗和发热，对配电变压器和线路的绝缘不利，将大幅度降低配电变压器和线路的寿命，增加成本。因此，提高电能质量对全社会有着重要的意义。

传统的无功补偿装置采用电容器分级投切，补偿电流呈阶梯状，不能连续调节，总是处于过补偿和欠补偿状态，很难精确补偿。在装置运行过程中，需要进行频繁投切，这会影响电容器和功率开关的使用寿命，增加损耗和成本。

现有的无功补偿装置采用现代电力电子技术，对三相三桥臂逆变器进行控制，能够对无功进行自适应动态补偿，但是受到功率开关器件的限制，很难真正应用于大功率场合；同时结构和控制复杂，使得成本大幅度增加。

实用新型内容

本实用新型针对以上问题，提供了一种结构简化，降低成本，提高无功补偿精确性的配电变压器自适应补偿装置。

    本实用新型的技术方案是：所述配电变压器的高压侧连接高压电网、低压侧连接负载，所述自适应补偿装置连接在所述配电变压器和负载之间；

所述自适应补偿装置包括中央控制器、五电平两桥臂逆变器和电流采集器，

所述中央控制器包括DSP控制模块和FPGA模块；所述DSP控制模块用于采集、处理数据，动态提取无功和产生控制信号；所述FPGA模块用于产生功率管的驱动信号；所述DSP控制模块和FPGA模块通过地址线通讯；

所述中央控制器通过所述电流采集器采集所述负载的三相电流数据、且通过所述五电平两桥臂逆变器输出与所述配电变压器中的无功电流反相的电流信号，以抵消所述无功电流。

还包括电容器模块，所述电容器模块与所述中央控制器连接，且连接在所述五电平两桥臂逆变器的输出端；

所述电容器模块包括若干无功补偿模块，所述模块由三个电容器、三个电抗器和六个功率开关星形连接构成。

所述五电平两桥臂逆变器包括两个五电平二极管钳位式桥臂和四个等值电容，所述五电平二极管钳位式桥臂包括八个正向串联的功率开关和六个钳位电压的电力二极管；

    所述配电变压器的低压侧的三相分别与第一个五电平二极管钳位式桥臂、第二个五电平二极管钳位式桥臂和四个电容的中点相连。

    还包括人机交互界面，所述人机交互界面包括RS485接口和触摸屏，所述触摸屏通过RS485接口与DSP控制模块通讯。

    还包括语音报警模块，所述语言报警模块包括语音模块和外接电路，所述语音模块通过外接电路与DSP控制模块相连。

    所述中央控制器内还设有数字滑动平均滤波器。

本实用新型将五电平两桥臂逆变器和传统电容器结合，提高了自适应补偿装置的容量，同时可以精确补偿无功，成本相对比较低，适用于中低压大功率场合。

本实用新型具有以下有益效果：

1、采用五电平两桥臂逆变器，减少了一个桥臂，大大降低了成本，同时也降低了五电平逆变器的复杂度，提高了系统的稳定性和可靠性；

2、采用五电平两桥臂逆变器和电容器协调工作，能够实现大容量，高精度无功补偿，同时可以减少电容器的频繁投切，有利于提高使用寿命，适用于中低压大功率场合；

3、采用触摸屏作为人机交互界面，合理使用语音模块报警，结构简单，操作方便，更加符合人性化设计要求；

4、采用数字滑动平均滤波器(MA)代替数字低通滤波器(LPF)，能够高精度提取无功电流，且具有良好的动态性能，有利于动态补偿无功，提高装置的自适应性。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图，

图2是本实用新型中五电平两桥臂逆变器的结构示意图，

图3是本实用新型五电平两桥臂逆变器中的功率开关示意图，

图4为本实用新型中电容器模块结构示意图；

图中1是中央控制器，2是五电平两桥臂逆变器，3是电容器模块，4是人机交互界面，5是语音报警模块，6是配电变压器，7是负载，8是高压电网，9是电流采集器。

具体实施方式

    本实用新型如图1-4所示，所述配电变压器6的高压侧连接高压电网8、低压侧连接负载7，所述自适应补偿装置连接在所述配电变压器6和负载7之间；