[实用新型]一种三相不平衡智能补偿装置

说明书

技术领域

本发明属于电力低压配网技术领域，具体涉及用于低压配电网的三相不平衡治理的一种三相不平衡智能补偿装置。

背景技术

在我国低压配电网中都采用三相四线制接线，由于低压单相负荷不能人工完全均分，分配的负荷实际运行率不同等各种原因，而造成三相负荷不平衡现象是不可避免的。而这种三相负荷不平衡现象将必然导致损耗增加、用电效率下降、零序电流增加、缩短设备的使用寿命，严重时将导致电力设备不能正常工作。

对变压器的危害：三相负荷不平衡将使得变压器处于不对称运行状态，从而造成变压器的损耗增大。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不能超过变压器低压侧额定电流的25％。此外，三相负荷不平衡会造成变压器零序电流过大，部分金属件升温增加，甚至导致变压器烧毁。

中性线和中性点电压问题：中性线零序电流过大，引起中性线烧毁，造成中性点电压偏移过大等问题。

对用电设备的危害：三相电压不平衡将使得电动机中逆扭矩增加，从而导致电动机升温，效率下降，能耗增加等现象。因此三相电压的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护成本。

在现有技术当中，与本专利申请的相关内容主要有以下文献。

文献一为由杭州得诚电力科技有限公司于 2011年3月18日申请，2013年11月27日公开的，公开号为102130462B的中国发明专利申请公开文件，用电负荷不平衡智能补偿装置，该专利中所述的零序补偿装置部分由曲折变压器、交流接触器、电抗器组成。该装置中零序补偿装置采用无源方案，由于曲折变压器与配电变压器为并联接在电网线路中，要使得流入曲折变压器的零序电流大，必须使曲折变压器的零序阻抗小于配电变压器零序阻的10%以下,也就是零序补偿效果受零序阻抗的影响很大，这样曲折变压器必定体积大，重量重，制作工艺复杂，处理零序电流的能力就受到限制。

用电负荷不平衡智能补偿装置，该专利中负序补偿装置部分由多组复合开关与相间补偿电容器组组成，该补偿电容器组采用三角形接线；采用电容进行负序补偿造成投切精度不高，处理三相不平衡的效果不明显，另外响应速度慢也是其一大缺点。

文献二为中国船舶重工集团公司第七0四研究所于2014年2月18日申请，2014年4月30日公开的，公开号为CN103762597A的中国发明专利申请公开文件，一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，该发明主电路由1个三相LCL滤波器和1个三相IGBT逆变桥构成，该发明主要是针对谐波、无功的检测算法复杂、并导致误差的问题，提出一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法。该电路是三相IGBT桥根据驱动信号开通和关断，产生相应的电压，电压与电网电压在LCL滤波器上产生相应的补偿电流，达到调节电能质量的目的。该发明不需要对谐波进行检测，通过直流侧电压外环和电流内环控制的无谐波检测方法，但在现实配电网中，大量的非线性负载的接入配电网中，谐波电流必然存在，使电网的谐波电压畸变率往往超过国标要求的5%,在实现设计产品时，不对谐波进行滤波检测，很难做到对三相不平衡及无功的准确控制。该方法在真正实现产品时存在很大的局限性。

目前也有分相无功补偿装置对负荷进行补偿，也只能将系统中的无功电流部分补掉，而对于不对称的有功电流部分却无能为力，有时无功补偿后却使电流的不平衡度有可能更大，因此电业供电部门只能采用人工分线的方式进行负荷调整。

用电系统的三相不平衡对变压器、电气设备以及用电系统的危害和影响是十分严重的，尤其是对电力能源的充分有效利用构成极大的障碍。随着用电设备的增多，电网中的三相不平衡问题越来越多，对电网的损害非常之大。

由上述可知，在电力供应紧缺的今天，解决用电系统的三相不平衡问题已经是迫在眉睫的任务了。

发明内容

本发明目的是解决上述现有无功补偿装置的局限性，提供一种三相不平衡智能补偿装置，能有效改善三相不平衡所引起的电能损耗和设备损害，有效补偿电网中存在的零序电流和负序电流，正序电流相间转移，使三相电流平衡，本发明响应速度快，跟踪精度高，实现无级调节，可大大提高电网的稳定性和可靠性。