[实用新型]一种10kV电力电子限流系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种10kV电力电子限流系统结构技术。

背景技术

随着用电设备的增加，负荷的多样性，以及输配电电压等级的不断扩大，电网所面临的问题也随之增多，尤其是发生短路故障时，电压等级越高，系统所产生的短路电流越大，对负载设备、电网的一二次设备都极有可能造成毁灭性的危害，同时造成电压下降、功率分布变化，严重威胁电网安全稳定运行。负载结构的复杂多样性，导致了系统中电压波动、闪变，谐波等等各种电压质量问题。现有的技术方案有DVR模块由直流源供电形式的10kV固态限流器、在电路中串联电抗器的形式的限流器等，缺点如下：

1、直流侧由直流源提供，未通过电网整流得来，导致电能在DVR与电网之间只能实现单向流通，还需要一直提供恒定电压源，灵活性差；

2、DVR模块未采取级联的形式，导致补偿输出范围较小；

3、只具有滤波、电压补偿等电能质量调整功能或者限流功能，用途单一；

4、限流功能实现过程的可控性较差，限流电抗长期串联在电路中，导致资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种10kV电力电子限流系统，实现短路故障时限流，以及对电网的电压波动补偿，谐波的滤除。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种10kV电力电子限流系统，所述电力电子系统采用三单相结构，每相均由四个PWM整流模块SM1、四个级联逆变模块SM2，一个限流模块构成，其中：四个PWM整流模块SM1的输入端通过并联变压器接入10kV电网，每个模块输出分别通过一个并联电容与四个级联逆变模块SM2输入端相接；每相四级联模块输出端与输出滤波电抗器之间并联接入限流模块；限流模块通过输出滤波电抗器与串联变压器二次侧相连，并在串联变压器二次侧并联滤波电容，串联变压器一次侧接在电网与负载之间。

进一步，整流模块SM1以及逆变模块SM2构成是：4个绝缘栅双极型晶体管IGBT两两串联后并联，并在每两个串联IGBT两端并联一个稳压电容。

进一步，限流模块的构成是：三个双向晶闸管串联后与电感L串联，其支路一端连接在单相级联DVR各逆变单元输出点和输出滤波电抗器之间，另一端连接到级联DVR逆变单元的另一输出端。

本实用新型能够稳定负荷电压，抑制电压谐波，提高电网系统电压质量；通过故障限流模块限制故障电流，防止电网的过电流，提高用电安全性。

附图说明

图1为10kV电力电子限流系统拓扑结构示意图。

图2为10kV电力电子限流系统针对系统不同故障情况作出的不同动作情况示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本实用新型提供的一种10kV电力电子限流系统。主要由三单相构成，每相均由四个PWM整流模块SM1、四个级联逆变模块SM2，一个限流模块构成，其中：四个PWM整流模块SM1的输入端通过并联变压器接入10kV电网，每个模块输出分别通过一个并联电容与四个级联逆变模块SM2输入端相接；每相四级联模块输出端与输出滤波电抗器之间并联接入限流模块；限流模块通过输出滤波电抗器与串联变压器二次侧相连，并在串联变压器二次侧并联滤波电容，串联变压器一次侧接在电网与负载之间。

整流模块SM1以及逆变模块SM2构成：4个绝缘栅双极型晶体管IGBT两两串联后并联，并在每两个串联IGBT两端并联一个稳压电容。

限流模块的构成：三个双向晶闸管串联后与电感L串联，其支路一端连接在单相级联DVR各逆变单元输出点和输出滤波电抗器之间，另一端连接到级联DVR逆变单元的另一输出端。

图2为当系统发生不同类型短路故障时限流器的动作情况，当系统发生单相接地短路故障时，限流系统不动作。当电力系统发生相间短路故障或者相间短路接地故障时，将故障相四个级联逆变模块SM2的IGBT桥臂脉冲封锁，并使故障相三个双向晶闸管同时导通，非故障相固态限流器模块正常工作。当发生三相短路或者三相短路接地故障时，封锁每相四个级联逆变模块SM2的IGBT桥臂脉冲，并使各相双向晶闸管导通。

通过本实施例提供的10kV电力电子限流系统的方法，能够提供稳定负荷电压，限制故障电流，提高电网安全性，使得10kV电力电子限流系统的应用范围广泛。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或者部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。