一种电压暂降治理装置的制作方法

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1.本发明属于电能质量治理领域，特别是对电压暂降、暂升及短时中断比较敏感的设备提供针对性的治理。


背景技术：
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2.随着it技术、自动化技术以及电力电子技术的发展，用户对供电质量的要求越来越高，电能质量问题成为当前国际上供电行业关注的首要问题。根据epri(美国电科院)权威数据：92％以上的电能质量事件为电压暂降，其它电能质量事件所占比例不到8％。
3.由上可知，如何有效解决电压暂降问题成为高质量供电的关键因素。主流治理电压暂降的方法是通过ups(不间断电源)、dc
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bank(直流电压支撑装置)、dvr(动态电压调节装置)、avc(自动电压补偿装置)等治理或补偿装置实现。
4.ups：技术成熟，主要是针对电压连续性电能质量问题，可以较好地顺带解决电压暂降问题，但是该装置并是专门针对电压暂降问题设计，存在装置成本高、系统复杂、效率低、储能组件采用电池，维护工作量大，并不适合专业处理电压暂降问题。
5.dc
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bank：技术成熟，但只是针对有直流支撑环节的敏感负载进行电压暂降补偿，存在应用范围窄、无法有效应对电压暂升问题，只能在少数领域应用。
6.dvr、avc：新兴技术，专门针对电压暂降问题进行治理，广泛适用于各类负载，是一种有效解决电压暂降问题的装置，但是上述装置不管是串联补偿应用还是并联补偿应用，其拓扑结构复杂、储能组件利用率低、体积大、环境适应性差、对电压暂降补偿深度有不同的限制，需要专业人员进行方案设计才能实施应用，专业性极强。
7.为了解决暂降补偿深度问题，《一种配电网电压暂降实时在线式综合补偿装置及其方法cn201811253112.2》含有注入式串联变压器，能较好的解决装置对暂降深度的补偿问题，但是由于串联变压器的存在，装置不可避免的存在体积和重量问题，由于是串联的工频变压器，整个装置的效率也会有不同程序的影响。
8.为了解决拓扑结构复杂问题，《一种基于超级电容储能的两桥臂三相电压暂降补偿装置cn201821438852.9》含有输出并联隔离变压器，虽然拓扑减少了一个交直变换环节和一组桥臂，但是由于隔离变压器的存在，装置不可避免的存在体积和重量问题，也影响装置工作效率，由于储能组件在补偿装置工作时有最低电压限制，储能组件的利用率不高。


技术实现要素：
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9.为达成上述目的，本发明提出的技术方案是：一种电压暂降治理装置，所述装置由电子开关与旁路电路(1)、开关电源充电电路(2)、储能稳压电路(3)、逆变及软起电路(4)组成。所述电子开关与旁路电路(1)串联在单相线路中的l相线路中。所述开关电源充电电路(2)的输入端连接源侧l、n相线路，其输出端子接入到所述储能稳压电路(3)。所述储能稳压电路(3)的输出端子连接所述逆变及软起电路(4)的输入端子。所述逆变及软起电路(4)的输出端子接入负荷侧l、n相线路。
10.根据本发明的技术方案，所述电子开关与旁路电路(1)采用机械旁路开关(1b)与电子开关(1a)并联的方式，所述电子开关与旁路电路(1)中的电子开关(1a)可由晶闸管半控器件构成或者由绝缘栅双极型晶体管igbt、金属
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氧化物半导体场效应晶体管mosfet全控器件构成，与机械旁路开关(1b)并联后串接在l相线路中。
11.根据本发明的技术方案，所述开关电源充电电路(2)主要由开关电源电路构成，电路中设计有隔离输入与输出高频变压器，体积小、效率高，工作在恒流限压模式下。
12.根据本发明所述技术方案，所述储能稳压电路(3)由储能器件(3a)和boost电路构成，在储能器件电压波动时可稳定提供所述逆变及软起电路(4)所正常工作时需要的电压。
13.根据本发明的技术方案，所述逆变及软起电路(4)由直流支撑电容(4a)、h桥逆变电路(4b)、连接电感(4c)、软起电路(4d)组成。所述直流支撑电容(4a)用于支持吸收逆变器产生的纹波电流并提供vdc电压支撑。装置检测vdc电压、idc电流以及启动信号，以决定所述h桥逆变电路(4b)是否满足运行条件，所述连接电感(4c)用于装置并网及减小输出纹波，所述软起电路(4d)在装置初次上电时用于减小电流对所述h桥逆变电路(4b)的冲击。
14.本发明的有益效果是：
15.根据本发明所述技术方案，所述一种电压暂降治理装置由于没有工频变压器，重量、体积以及工作损耗大幅降低，且引入了boost电路，可以有效减少储能器件数量的同时大幅提升了储能器件的储能利用率，装置可以做到小型化、模块化，完全可以做到依靠自身壳体进行自然冷却，防护等级可达到ip5x级别，能适用于绝大多数环境应用场合。
16.所述一种电压暂降治理装置对外连接关系简单，除了l、n源侧输入电缆、负载侧l、n输出电缆以及必要的通讯接口无任何接线操作，大幅降低了设备安装要求及使用要求，方便快速推广。
附图说明：
17.图1为传统电源装置示意图
18.图2为传统电源装置示意图
19.图3为本发明方案总体示意图
20.图4为电子开关与旁路电路示意图
21.图5为储能稳压电路示意图
22.图6为逆变及软起电路示意图
具体实施方式：
23.图1，图2为传统电压暂降治理装置示意图，专门针对电压暂降问题进行治理，广泛适用于各类负载，是一种有效解决电压暂降问题的装置，但是上述装置不管是串联补偿应用还是并联补偿应用，其拓扑结构复杂、储能组件利用率低、体积大、环境适应性差、对电压暂降补偿深度有不同的限制，装置笨重复杂且应用限制较多。
24.图3为所述发明的示意图，由电子开关与旁路电路(1)、开关电源充电电路(2)、储能稳压电路(3)、逆变及软起电路(4)组成。所述电子开关与旁路电路(1)串联在单相线路中的l相线路中。所述开关电源充电电路(2)的输入端连接源侧l、n相线路，其输出端子接入到所述储能稳压电路(3)。所述储能稳压电路(3)的输出端子连接所述逆变及软起电路(4)的
输入端子。所述逆变及软起电路(4)的输出端子接入负荷侧l、n相线路。
25.根据本发明的技术方案，所述电子开关与旁路电路(1)采用机械旁路开关(1b)与电子开关(1a)并联的方式，所述电子开关与旁路电路(1)中的电子开关(1a)可由晶闸管半控器件构杨或者由igbt、mosfet全控器件构成，与机械旁路开关(1b)并联后串接在l相线路中，当没有暂降、暂升及中断时，电子开关与旁路电路(1)中的电子开关(1a)导通，机械旁路开关(1b)断开。当发生电压暂降、暂升及中断时，所述电子开关与旁路电路(1)中的电子开关(1a)关断，此时断开l相线路源侧与负荷侧的连接。当电子开关(1a)发生故障时，所述电子开关与旁路电路(1)中的机械旁路开关(1b)会闭合，给负荷提供电能。
26.根据本发明的技术方案，所述开关电源充电电路(2)主要由开关电源电路构成，电路中设计有隔离输入与输出高频变压器，体积小、效率高，工作在恒流限压模式下。所述开关电源充电电路(2)给所述储能稳压电路(3)中的储能组件按目标值电压充电，当充电电压vc达到设定值的时候，电路工作在恒压模式，当vc低于设定值时，电路工作于恒流模式。
27.根据本发明所述技术方案，所述储能稳压电路(3)由储能器件(3a)和boost电路构成，由于储能稳压电路(3)引入了boost电路，可在储能器件电压大幅度降低时稳定所述储能稳压电路(3)的输出电压vdc，由此可大幅度提升储能器件存储能量的利用率，所述储能器件(3a)可由常规电容器、各类型电池或各类型超级电容器组成。
28.根据本发明的技术方案，所述逆变及软起电路(4)由直流支撑电容(4a)、h桥逆变电路(4b)、连接电感(4c)、软起电路(4d)组成。所述直流支撑电容(4a)用于支持吸收逆变器产生的纹波电流并提供vdc电压支撑。装置检测vdc电压、idc电流以及启动信号，以决定所述h桥逆变电路(4b)是否满足运行条件，所述连接电感(4c)用于装置并网及减小输出纹波，所述软起电路(4d)在装置初次上电时用于减小电流对所述h桥逆变电路(4b)的冲击。