CN111952984A - 一种非接入式交流电压补偿电路及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非接入式交流电压补偿电路及系统。所述补偿电路包括整流器、逆变器和补偿变压器；所述整流器的交流端连接输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接；所述逆变器的交流端连接所述补偿变压器的原边绕组；所述补偿变压器的副边绕组接入所述输电线路。本发明对输电线路的阻抗和感抗不会产生影响，不需要对输电线路进行改造；对电压可以连续无极调节，精度高，调节过程中对配电网的冲击小；应用于三相电路时，可以对三相电压分别进行补偿。
Description
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种非接入式交流电压补偿电路及系统。
背景技术
对于农村电网等用电负荷分散、负荷密度低的地区，受电网网架薄弱、供电半径大的制约，末端低电压问题仍然十分严重，农村、低压配电网的线路末端以及在用电高峰期时很多地方会出现低电压现象。此外，由于供电半径及线路较长，在负荷较高时段，线路末端低电压问题较为严重。
当前配电网低电压补偿装置多为将补偿变压器的副边串入输电线路中，原边绕组分多个档位，通过改变原边绕组档位可以改变副边补偿电压的大小。该拓扑有以下缺点：变压器副边串入输电线路，增加输电线路的阻抗；电压调节只能分级调节，调节精度较差；难以对电压进行双向补偿；应用于三相电路且三相线路电压不均衡时，难以对三相电压分别进行补偿。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种非接入式交流电压补偿电路及系统，对输电线路的阻抗和感抗不会产生影响，不需要对输电线路进行改造；对电压可以连续无极调节，精度高，调节过程中对配电网的冲击小；应用于三相电路时，可以对三相电压分别进行补偿。
第一方面，本发明实施例提供了一种非接入式交流电压补偿电路，包括开关、整流器、逆变器和补偿变压器。
所述整流器的交流端连接输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接。
所述逆变器的交流端连接所述补偿变压器的原边绕组。
所述补偿变压器的副边绕组接入所述输电线路。
所述开关接入所述输电线路和所述整流器之间。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述整流器的交流端连接三相输电线路。
所述逆变器包括第一逆变器DC/AC1、第二逆变器DC/AC2和第三逆变器DC/AC3。
每个所述逆变器的直流端整合后连接所述整流器的直流端。
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc。
所述第一逆变器DC/AC1的交流端连接所述第一补偿变压器Ta的原边绕组。
所述第二逆变器DC/AC2的交流端连接所述第二补偿变压器Tb的原边绕组。
所述第三逆变器DC/AC3的交流端连接所述第三补偿变压器Tc的原边绕组。
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述整流器的交流端连接三相输电线路。
所述逆变器采用三相逆变器。
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc。
所述三相逆变器的交流端的三相分别接入每个所述补偿变压器的原边绕组。
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述三相逆变器的交流端的三相分别接入每个所述补偿变压器的第一原边绕组。
三个所述补偿变压器的第二原边绕组相连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一补偿变压器Ta的第二原边绕组和所述第二补偿变压器Tb的第一原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端。
所述第二补偿变压器Tb的第二原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第一原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端。
所述第一补偿变压器Ta的第一原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第二原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端。
第二方面，本发明实施例还提供了一种非接入式交流电压补偿系统，包括检测模块、控制模块和如前所述的非接入式交流电压补偿电路。
所述检测模块用于检测输电线路的电压。
所述控制模块用于当检测到输电线路的电压低于额定值时，对输电线路进行电压正补偿；当检测到输电线路的电压高于额定值时，对输电线路进行电压负补偿。
本发明实施例的有益效果是：
本发明是针对存在供电电压短期或长期低电压或者高电压的输电线路的交流电压补偿系统。本发明对输电线路的阻抗和感抗不会产生影响，不需要对输电线路进行改造；对电压可以连续无极调节，精度高，调节过程中对配电网的冲击小；应用于三相电路时，可以对三相电压分别进行补偿。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的非接入式交流电压补偿电路及系统作进一步的详细描述。
图1为本发明非接入式交流电压补偿电路应用于单相输电线路的结构示意图；
图2为本发明非接入式交流电压补偿电路采用单相逆变器的结构示意图；
图3为本发明非接入式交流电压补偿电路采用三相逆变器的Y形连接结构示意图；
图4为本发明非接入式交流电压补偿电路采用三相逆变器的△形连接结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，本发明的第一个实施例提供一种应用于单相输电线路的非接入式交流电压补偿电路，包括开关、整流器、逆变器和补偿变压器。
所述整流器的交流端连接单相输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接。
所述逆变器采用单相逆变器。
所述逆变器的交流端连接所述补偿变压器的原边绕组。
所述补偿变压器的副边绕组接入所述输电线路。
所述补偿变压器的副边绕组可以直接从铁芯穿过，或者在铁芯上绕单匝或数匝。
所述开关接入所述输电线路和所述整流器之间。
请参照图2，本发明的第二个实施例提供一种应用于三相输电线路的采用单相逆变器的非接入式交流电压补偿电路，其中，包括开关、整流器、逆变器和补偿变压器。
所述整流器的交流端连接三相输电线路。
所述逆变器包括第一逆变器DC/AC1、第二逆变器DC/AC2和第三逆变器DC/AC3。
每个所述逆变器的直流端整合后连接所述整流器的直流端。
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc。
所述第一逆变器DC/AC1的交流端连接所述第一补偿变压器Ta的原边绕组。
所述第二逆变器DC/AC2的交流端连接所述第二补偿变压器Tb的原边绕组。
所述第三逆变器DC/AC3的交流端连接所述第三补偿变压器Tc的原边绕组。
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
每个所述补偿变压器的副边绕组可以直接从铁芯穿过，或者在铁芯上绕单匝或数匝。
所述开关接入所述输电线路和所述整流器之间。
请参照图3，本发明的第三个实施例提供一种应用于三相输电线路的采用三相逆变器的Y形连接非接入式交流电压补偿电路，包括开关、整流器、逆变器和补偿变压器。
所述整流器的交流端连接三相输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接。
所述逆变器采用三相逆变器。
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc。
所述三相逆变器的交流端的三相分别接入每个所述补偿变压器的第一原边绕组。
三个所述补偿变压器的第二原边绕组相连接。
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
每个所述补偿变压器的副边绕组可以直接从铁芯穿过，或者在铁芯上绕单匝或数匝。
所述开关接入所述输电线路和所述整流器之间。
请参照图4，本发明的第四个实施例提供一种应用于三相输电线路的采用三相逆变器的△形连接非接入式交流电压补偿电路，包括开关、整流器、逆变器和补偿变压器。
所述整流器的交流端连接三相输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接。
所述逆变器采用三相逆变器。
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc。
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
所述第一补偿变压器Ta的第二原边绕组和所述第二补偿变压器Tb的第一原边绕组连接后，连接所述三相逆变器的交流端。
所述第二补偿变压器Tb的第二原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第一原边绕组连接后，连接所述三相逆变器的交流端。
所述第一补偿变压器Ta的第一原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第二原边绕组连接后，连接所述三相逆变器的交流端。
每个所述补偿变压器的副边绕组可以直接从铁芯穿过，或者在铁芯上绕单匝或数匝。
所述开关接入所述输电线路和所述整流器之间。
本发明的第五个实施例提供一种非接入式交流电压补偿系统，包括检测模块、控制模块和如前所述的非接入式交流电压补偿电路。
所述检测模块用于检测输电线路的电压。
所述控制模块用于当检测到输电线路的电压低于额定值时，对输电线路进行电压正补偿；当检测到输电线路的电压高于额定值时，对输电线路进行电压负补偿。
其中，当补偿变压器的原边绕组为N匝时，补偿变压器的电压变比为N：1。检测到输电线路用户侧的供电电压为Uabc，用户侧电压额定值为UN。当Uabc<0.9UN时，系统对输电线路进行电压正补偿；当Uabc>1.1UN时，系统对输电线路进行电压负补偿。系统可以根据线路电压自动调节。
其中，当输电线路电压满足要求时，设备处于热待机状态，可以抵消设备本身引入线路中的感抗。
本发明实施例旨在保护一种非接入式交流电压补偿电路及系统，具备如下效果：
本发明对输电线路的阻抗和感抗不会产生影响，不需要对输电线路进行改造；对电压可以连续无极调节，精度高，调节过程中对配电网的冲击小；应用于三相电路时，可以对三相电压分别进行补偿。
本发明实施例所提供的非接入式交流电压补偿电路及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述非接入式交流电压补偿电路及系统，从而能够对存在供电电压短期或长期低电压或者高电压的配电线路的交流电压补偿。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，包括整流器、逆变器和补偿变压器；
所述整流器的交流端连接输电线路，直流端与所述逆变器的直流端连接；
所述逆变器的交流端连接所述补偿变压器的原边绕组；
所述补偿变压器的副边绕组接入所述输电线路。
2.根据权利要求1所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
所述补偿变压器的副边绕组从铁芯穿过，或者在铁芯上绕单匝或数匝。
3.根据权利要求2所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
所述整流器的交流端连接三相输电线路；
所述逆变器包括第一逆变器DC/AC1、第二逆变器DC/AC2和第三逆变器DC/AC3；
每个所述逆变器的直流端整合后连接所述整流器的直流端；
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc；
每个所述逆变器的交流端分别接入每个所述补偿变压器的原边绕组；
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
4.根据权利要求2所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
所述整流器的交流端连接三相输电线路；
所述逆变器采用三相逆变器；
所述补偿变压器包括第一补偿变压器Ta、第二补偿变压器Tb和第三补偿变压器Tc；
所述三相逆变器的交流端的三相分别接入每个所述补偿变压器的原边绕组；
每个所述补偿变压器的副边绕组分别接入所述三相输电线路。
5.根据权利要求4所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
三个所述补偿变压器的连接组别采用Y型连接。
6.根据权利要求5所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
所述三相逆变器的交流端的三相分别接入每个所述补偿变压器的第一原边绕组；
三个所述补偿变压器的第二原边绕组相连接。
7.根据权利要求4所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
三个所述补偿变压器的连接组别采用三角形连接。
8.根据权利要求7所述的非接入式交流电压补偿电路，其特征在于，
所述第一补偿变压器Ta的第二原边绕组和所述第二补偿变压器Tb的第一原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端；
所述第二补偿变压器Tb的第二原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第一原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端；
所述第一补偿变压器Ta的第一原边绕组和所述第三补偿变压器Tc的第二原边绕组连接后，连接所述逆变器的交流端。
9.一种非接入式交流电压补偿系统，其特征在于，包括检测模块、控制模块和如权利要求1至8任一项所述的非接入式交流电压补偿电路；
所述检测模块用于检测输电线路的电压；
所述控制模块用于当检测到输电线路的电压低于额定值时，对输电线路进行电压正补偿；当检测到输电线路的电压高于额定值时，对输电线路进行电压负补偿。
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