[发明专利]变压器冲击负荷自平衡装置以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其是涉及一种变压器冲击负荷自平衡装置以及控制方法。

背景技术

冲击性负荷主要包括轧钢机、电弧炉、电焊机等，广泛应用于钢铁、电解铝厂以及汽车制造等行业。冲击负荷由于自身的随机性、间歇性和大负荷性，其接入电网时，产生的过载、谐波、电压等问题，会对系统安全运行构成严重威胁。这类负荷对电力系统影响较大，当其变化幅值相对于系统容量较大时，很有可能引起系统频率的连续振荡，电压摆动。当众多冲击负荷一起并入电网，由于其基本上都是非线性负荷，它们之间复杂的电力联系和冲击范围是难以直观估计和展现的。有效分析治理冲击负荷接入对区域电网产生的影响和找到相应治理措施，是保证电力系统安全运行和可靠电能质量的重要措施。现有技术针对低压冲击性负荷，主要采取的措施有：采用专线供电；与其他负荷共用配电线路时，降低配电线路阻抗；较大功率的冲击性负荷、冲击性负荷群，不宜与电压波动、闪变敏感的负荷接在同一变压器上。

随着我国国民经济的快速发展,工业生产规模不断扩大,大容量波动性用电负荷相继出现,这对电网的承受能力提出比较高的要求,尤其是小型区域电网,问题显得更为突出。在这种情况下，市场上迫切的需要一种能够在小型区域电网内进行智能监控应对的平衡装置，来应对以上的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器冲击负荷自平衡装置以及控制方法，有效地削减了负荷冲击所造成的电压波动，保证了变压器和用电设备安全可靠地运行，提高了系统运行电能质量，从而延长了用电设备的使用寿命，同时设备成本低。

为实现上述目的，本发明提供了一种变压器冲击负荷自平衡装置，包括用于检测电网系统的工作状态的检测装置、与所述检测装置相连接的控制装置、与所述控制装置相连接的自平衡装置，所述控制装置与所述自平衡装置之间设有驱动电路，所述自平衡装置与所述三相电线相连接，所述自平衡装置包括整流逆变电路和与所述整流逆变电路并联的补偿电容，所述补偿电容为超级电容。

优选的，所述检测装置包括电压检测电路、电流检测电路以及数字量检测电路，所述电压检测电路和所述电流检测电路与变压器低压侧相连接。

优选的，对应系统每一相均设置有所述电压检测电路和所述电流检测电路，所述电压检测电路和所述电流检测电路与所述控制装置之间还设有信号处理电路，所述数字量检测电路与所述控制装置相连接。

优选的，所述整流逆变电路由绝缘栅双极型晶体管组成的三相桥式电路。

优选的，所述三相桥式电路并联有超级电容。

优选的，所述控制装置为数字信号处理器，所述数字信号处理器通过所述驱动电路与所述整流逆变电路相连接。

本发明还提供了一种变压器冲击负荷自平衡装置控制方法，其特征在于，具体步骤如下，

检测系统参数：所述检测装置中的所述电压检测电路、所述电流检测电路以及所述数字量检测电路实时检测各相参数；

信号处理：所述各相参数中的模拟信号经过信号处理电路进行滤波、放大以及模数转换并将处理后的信号传输给所述数字信号处理器，数字量信号传输给所述数字信号处理器；

数据处理：所述数字信号处理器将信号经过比例积分计算后生成PWM信号控制所述整流逆变电路，当负载工作电流大于设定值时，系统电压由于负载影响跌落时，所述数字信号处理器控制驱动电路快速启动所述整流逆变电路的逆变工作方式，通过所述超级电容释放电能为系统供电进行补偿，当负载工作电流小于设定值时，所述数字信号处理器控制驱动电路启动所述整流逆变电路的整流工作方式给超级电容进行充电储能，为下一次符合冲击储存电能，在释放电能、补偿电压的同时，装置可通过检测到的变压器负载的电压电流波形，在逆变时对系统无功功率和谐波电流起到一定的补偿作用。

因此，本发明采用上述结构的一种变压器冲击负荷自平衡装置以及控制方法，有效地削减了负荷冲击所造成的电压波动，保证了变压器和用电设备安全可靠地运行，提高了系统运行电能质量，从而延长了用电设备的使用寿命，同时设备成本低。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种变压器冲击负荷自平衡装置结构示意图；

图2为本发明一种变压器冲击负荷自平衡装置控制方法原理示意图；

图3为本发明一种变压器冲击负荷自平衡装置控制装置DSP模拟量处理部分电路原理图；

图4为本发明一种变压器冲击负荷自平衡装置控制装置部分DSP数字开关量处理部分电路原理图。