[发明专利]一种农网低电压治理装置

说明书

技术领域

本发明低压配电领域，特别是涉及农村电网的低压配电场合低电压治理的装置。

背景技术

目前我国的农村电网存在用户分布广，负荷分散，线路长，线损大的特点，而且负荷的峰谷时段差异、季节性差异非常明显。例如在昼间，农网负荷普遍偏低，近乎于空载；在夜间18:00-21:00期间，负荷普遍较重，近乎于满负荷。农闲时，农网负荷偏低；农忙及春节期间，负荷又异常偏高。这种峰谷差异导致远离配电变压器的用户在用电高峰时段电压偏低。为解决此问题抬高变压器的输出电压，又会导致近端用户电压偏高，而在负荷较低的时段，所有用户的电压都偏高，影响用户侧电器的安全性和使用寿命。

传统的治理农网低电压问题的手段是采用有载分接开关，根据负荷的轻重切换到不同的变压器抽头上，改变输出电压，但农网用户分散，单纯的调节变压器输出电压，对远近不同的用户产生不同的调节效果，难以远近兼顾。或者采用无功补偿装置，在电压偏低时增加容性无功的成分，使变压器电压抬升，效果和有载分接开关类似，也难以兼顾远近不同的用户；况且农网中远距离用户的电压偏低本质上是负荷电流在长电缆上引发的压降，其中有功电流的分量更重一些，所以单纯的补无功也难以收到满意的效果。而大规模的对农网的线路进行改造，增加变压器数量和容量，增大电缆截面，虽然能够取得较好的效果，但投资巨大，而农村电网本身的用电量很有限，电费收入不高，经济上不合算。

因此，目前急需一种配电场合低电压治理的装置，解决农网中负荷分布不均匀，三相不平衡的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种农网低电压治理装置，根据用户侧电流中无功、谐波、不平衡的程度，动态的进行补偿，使得变压器输出电压更加稳定。

为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种农网低电压治理装置，包括动态无功补偿装置和动态调压装置，所述动态无功补偿装置的交流侧连接到配电变压器的输出母线上，直流侧连接储能电容，所述储能电容还作为动态调压装置的直流侧储能环节，所述动态调压装置的逆变桥将直流电压转换为可调的交流电压，并通过串联变压器将电压按比例叠加在配电变压器的输出母线上；

近端用户的分支电缆连接到配电变电器的输出端，远端用户的分支电缆连接到串联变压器的输出端。

进一步地，所述动态无功补偿装置由6只绝缘栅双极型晶体管IGBT构成的三相IGBT桥，交流侧通过3个电抗器连接到配电变压器的输出母线上，直流侧为直流电容，所述动态调压装置由6只绝缘栅双极型晶体管IGBT构成的三相桥组成，输出通过3个滤波电抗器连接到串联变压器上，根据远端用户的负荷电流，动态地调节所述动态调压装置三极管的SPWM波形，输出到串联变压器的电压用于补偿远端用户的电缆上损失的压降。

进一步地，根据检测到的总负荷电流中三相不平衡成分、无功成分、谐波成分的大小，控制所述动态无功补偿装置三相桥的SPWM波形，使得通过电抗器向配电变压器输出母线上注入的电流波形能够补偿三相不平衡、无功成分、谐波成分。

进一步地，所述动态无功补偿装置由可控硅投切的电容器构成，6个二极管构成不控整流桥产生直流电压，连接直流电容，所述动态调压装置由6只IGBT构成的三相桥组成，输出通过3个滤波电抗器连接到串联变压器上，根据远端用户的负荷电流，动态地调节所述动态调压装置三极管的SPWM波形，输出到串联变压器的电压用于补偿远端用户的电缆上损失的压降。

进一步地，所述动态无功补偿装置由三电平结构的三相桥构成，每个桥臂由4只IGBT和2只二极管构成，交流侧通过电抗器连接到配电变压器的输出母线上，直流侧为直流电容，所述动态调压装置由6只IGBT构成的三相桥组成，输出通过3个滤波电抗器连接到串联变压器上，根据远端用户的负荷电流，动态地调节所述动态调压装置三极管的SPWM波形，输出到串联变压器的电压用于补偿远端用户的电缆上损失的压降。

进一步地，由三个单相装置并行组成，每个单相装置中所述动态无功补偿装置由4个三极管构成H桥的IGBT桥组成，交流侧通过电抗器连接到配电变压器的输出母线上注入补偿电流，直流侧为直流电容，所述动态调压装置由4个三极管构成H桥作为IGBT桥，输出通过滤波电抗器连接到串联变压器上。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

第一，本发明的装置为近端、远端用户提供了不同的供电电压，同时根据远端负荷电流的变化动态调节供电电压，当负荷较重时，抬高串联变压器的输出电压，补偿线路上的压降；反之则降低串联变压器的输出电压，使远端用户电压尽可能稳定在标准限定的范围以内。