一种低压电网的平衡补偿装置.pdf

本申请提供了一种低压电网的平衡补偿装置，包括用于连接低压电网的三相的曲折变压器、输出端的一端与该曲折变压器的中性线相连接的单相逆变器、用于对曲折变压器的中性线的电流、低压电网的中性线的电流进行检测零序电流检测电路、用于根据零序电流检测电路的检测结果对单相逆变器进行控制的逆变控制器，该单相逆变器的输出端的另一端用于与低压电网的中性线相连接。本申请的技术方案能够使零序电流在曲折变压器、单相逆变器与负荷之间形成环路，这就会使低压电网的中性线的电流降到零，从而完成对低压电网的零序电流的补偿，进而解决低压电网的三相不平衡问题。

权利要求书1.  一种低压电网的平衡补偿装置，其特征在于，包括曲折变压器、单相逆变器、零序电流检测电路和逆变控制器，其中：所述曲折变压器用于与所述低压电网相连接；所述单相逆变器的输出端的一端与所述曲折变压器的中性线相连接、另一端与所述低压电网中性线相连接；所述零序电流检测电路用于检测所述曲折变压器的中性线的电流值和所述低压电网的中性线的电流值，并将其分别作为第一电流值、第二电流值；所述逆变控制器根据所述第一电流值和第二电流值控制所述单相逆变器的输出电压。2.  如权利要求1所述的平衡补偿装置，其特征在于，还包括保护电路，其中：所述保护电路用于当所述第二电流值超过预设的极限电流值时切断所述曲折变压器与所述低压电网的连接。3.  如权利要求1所述的平衡补偿装置，其特征在于，所述零序电流检测电路包括霍尔电流传感器。4.  如权利要求1所述的平衡补偿装置，其特征在于，所述单相逆变器包括单相全桥逆变电路。5.  如权利要求4所述的平衡补偿装置，其特征在于，所述单相全桥逆变电路的二极管为肖特基二极管。6.  如权利要求4所述的平衡补偿装置，其特征在于，所述单相全桥逆变电路的电源为单相全桥整流电路或三相全桥整流电路。7.  如权利要求4所述的平衡补偿装置，其特征在于，所述单相全桥逆变电路的供电电源包括多个并联的大功率电解电容。

说明书一种低压电网的平衡补偿装置
技术领域
本申请涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种低压电网的平衡补偿装置。
背景技术
我国配电网均采用三相四线制配电变压器供电方式，且变压器容量小于100kVA占全局变压器数量占据一半左右，由于其符合分配基本靠人工进行，因此容易引起配电网低压单相负荷不均，负荷实际运行率差异过大，且单相用户的不可控增容等，这些因素不可避免造成低压电网的三相不平衡问题。
三相不平衡会导致中性线过载、过热、以及产生电磁干扰、影响供电电压波形、绝缘层破坏、降低功率因数、降低变压器及电器设备的使用寿命等问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种低压电网的平衡补偿装置，用于对零序电流进行补偿，以解决低压电网的三相不平衡问题。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种低压电网的平衡补偿装置，可选的，包括曲折变压器、单相逆变器、零序电流检测电路和逆变控制器，其中：
所述曲折变压器用于与所述低压电网相连接；
所述单相逆变器的输出端的一端与所述曲折变压器的中性线相连接、另一端与所述低压电网中性线相连接；
所述零序电流检测电路用于检测所述曲折变压器的中性线的电流值和所述低压电网的中性线的电流值，并将其分别作为第一电流值、第二电流值；
所述逆变控制器根据所述第一电流值和第二电流值控制所述单相逆变器的输出电压。
可选的，还包括保护电路，其中：
所述保护电路用于当所述第二电流值超过预设的极限电流值时切断所述曲折变压器与所述低压电网的连接。
可选的，所述零序电流检测电路包括霍尔电流传感器。
可选的，所述单相逆变器包括单相全桥逆变电路。
可选的，所述单相全桥逆变电路的二极管为肖特基二极管。
可选的，所述单相全桥逆变电路的电源为单相全桥整流电路或三相全桥整流电路。
可选的，所述单相全桥逆变电路的供电电源包括多个并联的大功率电解电容。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种低压电网的平衡补偿装置，包括用于连接低压电网的三相的曲折变压器、输出端的一端与该曲折变压器的中性线相连接的单相逆变器、用于对曲折变压器的中性线的电流、低压电网的中性线的电流进行检测零序电流检测电路、用于根据零序电流检测电路的检测结果对单相逆变器进行控制的逆变控制器，该单相逆变器的输出端的另一端用于与低压电网的中性线相连接。本申请的技术方案能够使零序电流在曲折变压器、单相逆变器与负荷之间形成环路，这就会使低压电网的中性线的电流降到零，从而完成对低压电网的零序电流的补偿，进而解决低压电网的三相不平衡问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例提供的一种低压电网的平衡补偿装置的结构图；
图2为本申请提供的曲折变压器的结构图；
图3为本申请提供的单相逆变器的结构图；
图4为本申请提供的逆变控制器的结构图；
图5为本申请另一实施例提供的一种低压电网的平衡补偿装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种低压电网的平衡补偿装置的结构图。
如图1所示，本实施例提供的平衡补偿装置包括曲折变压器10、单相逆变器20、零序电流检测电路40和逆变控制器30。
曲折变压器的10三相输入端与低压电网100的三相相连接，由于其对正序电流负序电流的阻抗很大，因此不会对其电流造成影响，但是其对零序电流的阻抗很小，且基本为0，因此能够轻松流过零序电流。
单相逆变器20的输出端的一端与曲折变压器10的中性线相连接、另一端分别与低压电网的中性线N、低压电网的负荷的中性线相连接。
零序电流检测电路40用于分别检测曲折变压器10的中性线的电流、负荷的200中性线的电流、低压电网100的中性线N的电流，为了描述方便，分别将曲折变压器10的中性线的电流作为第一电流值，将低压电网100的中性线的电流作为第二电流值。
逆变控制器30用于根据上述第一电流值和第二电流值控制单相逆变器20输出逆变电流。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种低压电网的平衡补偿装置，包括用于连接低压电网的三相的曲折变压器、输出端的一端与该曲折变压器的中性线相连接的单相逆变器、用于对曲折变压器的中性线的电流、低压电网的中性线的电流进行检测零序电流检测电路、用于根据零序电流检测电路的检测结果对单相逆变器进行控制的逆变控制器，该单相逆变器的输出端的另一端用于与低压电网的中性线相连接。本申请的技术方案能够使零序电流在曲折变压器、单相逆变器与负荷之间形成环路，这就会使低压电网的中性线的电流降到零，从而完成对低压电网的零序电流的补偿，进而解决低压电网的三相不平衡问题。
曲折变压器的结构如图2所示，曲折变压器是一种三相绕组通过特殊方式连接而得到的变压器，主要应用在低压电网系统中，原边和副边的变比为1：1，这样使得原边输入的电流与副边感应输出的电流相同。而零序电流是大小相等方向相同的，于是其对零序电流的阻抗为0。
若A相电压为则有
E1＝E2∠-120 (1)
E2＝-E3 (2)
UA＝E1+E3 (3)
联立以上三式得到：