相間能量平衡裝置制造方法
【專利摘要】一種能夠保持相間能量平衡的裝置。本裝置安裝在電力傳輸線路與用電負載之間。通過測量各相電力負荷情況，本裝置生成與供電線路側同頻率的幅度與相位滿足特定要求的正弦波，通過裝置內部的能量傳遞模塊從負荷較小的供電相吸收能量供給負荷較大的供電相，從而使得供電線路相間能量平衡。
【專利說明】相間能量平衡裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電力傳輸線路三相之間的能量平衡控制。
【背景技術】
[0002]三相電力傳輸由于負載的不平衡會造成各相之間傳輸能量差異。在極端情況下，會使得在三相總傳輸功率不超限的情況下，某一相電流超限，從而影響線路安全，并使線路損耗加大。為取得三相負載均衡，現有的辦法只有人為的去調整負載，把電流大的一相上的負載調換到電流小的一相。但是由于負載使用的動態性，依然會出現負載不均衡的現象。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術不能動態保持三相供電的負載平衡問題，本發明提供可自動保持電力傳輸線路三相負載平衡的裝置
本發明基于數字信號處理技術與電力電子技術研制。從功能上可分為三個部分:
1.電力參數測量模塊
2.控制信號輸出與驅動模塊
3.能量傳遞模塊
工作原理:本裝置安裝在電力傳輸線路與用電負載之間。電力參數測量模塊測量各相電力負荷情況，控制信號輸出與驅動模塊根據測得的負荷情況從負荷較小的供電相吸收能量通過能量傳遞模塊供給負荷較大的供電相，從而使得供電線路一方三相負荷一致，可最大限度發揮供電線路效率
電力參數測量模塊原理與組成:信號由三組電壓互感器與電流互感器取樣，經信號放大電路送入數字信號處理器的模數轉換單元進行高速采樣。采樣結果經計算得到的各相電力參數作為輸出信號的判據
控制信號輸出與驅動模塊原理與組成:由測得的各相電力負荷情況，數字信號處理器通過芯片的PWM組件輸出PWM控制波形，通過驅動電路驅動大功率開關晶體管產生頻率與供電線路相同，幅值與相位不同的電壓波形
能量傳遞模塊原理與組成:由一只儲能電容，三組晶體管及電感與電容組成。電感一端接到電力線上，一端接到大功率開關晶體管的輸出端。由于兩端電壓的變化，導致電感內電流發生變化，完成電能的取出與注入。三個電容各有一端分別連到電力線的三相上，其余三端連在一起，用來濾除PWM波形的高次諧波
本發明的有益效果是，由于本裝置的三相能量平衡作用，使得供電線路時刻維持在負載平衡狀態，增強了線路能量傳輸能力，降低了線路損耗，加大了供電安全系數。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]圖1是本發明的整體框圖
圖2是補償側吸收有功功率向量圖圖2中Ui為線路側相電壓，加于圖一中電感一端。UB為補償側電壓，相位滯后于％，加于圖一中電感與晶體管連接端。隊為電感兩端電壓。當滿足UB * cose!#時，隊與仏垂直，相位超前九十度。此時電感內電流與A同相位，供電線路向補償側輸出有功功率。補償側吸收有功功率
圖3是補償側輸出有功功率向量圖
圖3中A為線路側相電壓，加于圖一中電感一端。UB為補償側電壓，相位超前于Ui;力口于圖一中電感與晶體管連接端。隊為電感兩端電壓。當滿足UB * cosa#時，隊與仏垂直，相位滯后九十度。此時電感內電流與h反相位180度，供電線路由補償側吸收有功功率。補償側輸出有功功率。
【具體實施方式】
[0005]在圖1中三個電壓互感器與三個電流互感器將三相線路的電壓與電流轉換成弱電信號，經信號調理電路轉換成適合A/D轉換器輸入范圍的電壓信號，經A/D轉換后的數據，由公式1-4可計算出各相負載情況及電壓相位。據此，DSP處理器控制PWM電路輸出相應信號，經控制驅動電路驅動三組六個大功率晶體管，在能量傳遞電感的補償側端點上(圖1中標示1，2，3處)產生幅度和相位符合圖2 (補償側吸收有功功率情況)或圖3 (補償側輸出有功功率)的信號，由負載低的相吸收有功功率，輸出到負載高的相上。從而使三相輸電線達到負載平衡。
【權利要求】
1.一種相間能量平衡裝置，其特征是:使用脈沖調寬(PWM)技術產生與電力線供電電壓頻率相同，幅值與相位不同的波形，通過電感從某一相電力線吸收或輸出有功功率，以達到相間能量平衡的目的。
2.根據權利要求1所述的相間能量平衡裝置，其特征是:使用數字信號處理器測量三相電力線的電流，電壓和功率參數，并以此為判據控制脈沖調寬電路驅動大功率晶體管產生波形。
【文檔編號】H02J3/26GK104300559SQ201310294145
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2013年7月15日
【發明者】張偉 申請人:哈爾濱天華宏達能源技術開發有限公司