系统概述
九洲有源逆变放电装置是我公司为满足电力系统需求,采用IGBT 器件,高频PWM 整流及微处理器控制等数项新技术而开发的正弦波有源逆变电源,它适用于电力系统、通讯系统等蓄电池组放电试验或活化电池组使用,该装置将蓄电池组储存的直流电能经能量变换送至交流电网中,既能精确控制蓄电池组的放电容量,又能减少能源消耗,改善工作环境。该装置还可以作为电子负载,用于相控式直流稳压电源或高频开关式直流稳压电源。
工作原理
九洲蓄电池有源逆变装置控制部分采用双闭环结构,其功率变换回路由升压、逆变二部分组成。升压电路将输入直流电压升高以便将能量通过有源逆变环节送回电网。逆变电路采用高频SPWM 正弦逆变技术,使注入电网的电流为正弦波,并将能量无污染地送回电网。升压控制部分采用限压环与限流环相结合的方式,通过电流霍尔检测输入电流,与给定电流比较,来控制输入电流,即蓄电池放电电流,使蓄电池恒流放电。通过电压霍尔检测输入电压,在输入电压达到所设定的蓄电池放电终止电压时,装置关机保护,从而可以保护蓄电池逆变。控制部分采用双闭环结构,电压限压环为外环,输出电流环为内环。直流电压通过电压霍尔检测与给定信号进行比较后,输入PI 调节器,然后使PI 调节器的输出电压与基准正弦波电压相乘,产生瞬时值电流给定信号。该给定信号与电流瞬时值反馈比较的偏差信号作用于波形控制器,产生SPWM 控制脉冲,经过专用驱动电路驱动,全桥逆变电路IGBT ,使注入电网的电流为正弦波。同时,通过同步锁相电路使输出电压波形与电网内部电压基准信号保持同频、同相,保证输出电流与电网电压反相,即向电网回馈能量。该装置具有直流输入欠压、过压,直流输入电流过流,直流环过压等直流保护,还有交流输出过压、欠压,交流放电过热等保护。该系统保护功能齐全,可靠性高。放电过程由微机控制,可以做到无人值守。LCD 中文显示工作状态操作简单方便。
系统特点
■ 采用高频PWM整流技术和微机控制技术,技术先进、性能优良。
■ 采用能量回馈技术,将能量返回给电网,即操作方便,又节约能源。
■ 注入电网的电流为正弦波,大大降低了装置对电网的谐波污染。
■ 蓄电池放电为恒流放电,可在线显示和记录放电电压、放电电流、放电时间和放电容量。
■ 放电过程由微机自动控制,可以做到无人值守。
■ LCD中文显示工作状态,操作与监视简单方便。
■ 保护功能齐全,可靠性高。
■ 小型轻便,携带方便。
■ 模块化结构,并机扩容方便。
■ 提供RS232标准通讯接口。
■ 具有打印功能。
使用条件
■ 海拔高度:不超过2000m;
■ 环境温度:-10℃≤T≤40℃,在设备停用期间(包括运输、贮存) 的环境温度允许为-40℃;
■ 环境湿度:环境的最大相对湿度不超过90%(相当于温度为20±5℃时);
■ 交流电网电压幅值的持续波动范围不超过额定值的—10%/+15%;
■ 交流电网频率波动范围不超过2%;
■ 使用环境:没有导电及易爆尘埃,没有腐蚀及破坏绝缘的气体的场所;
■ 使用地点:户内使用,通风良好,无强烈震动和冲击。
技术指标
■ 输入电压范围:AC380V±15%
■ 电网频率:50Hz±10%
■ 稳压精度:≤±0.5%
■ 稳流精度:≤±0.5%
■ 纹波系数:≤0.2%
■ 效 率:≥90%
■ 噪 声:≤55db
■ 耐压强度:>2000VAC/50Hz
系统设计方案
九洲有源逆变放电装置由下列屏组成:
充电机屏:
● 交流输入避雷器
● 交流输入回路和互投装置
● 微机智能监控装置
● 高频开关电源模块
● 电压、电流取样传感器等
馈线屏:
● 微机型绝缘监察装置
● 控制母线降压装置
● 馈线开关等
电池屏:
● 微机型蓄电池巡检仪
● 蓄电池12V 65-100Ah 17-18只
● 2V 200Ah以上102-108只
● 500Ah以下柜内安装
● 500Ah以上架子安装
有源逆变产生条件
当变换器进入有源逆变状态时,从能量传递的角度看是把直流侧的能量传送到交流电网中去,因此直流侧必须要有一个能量源,也即直流侧要有一个直流电源或等效的直流电源(如储能的电感线圈)。
有源逆变条件
直流侧必须有一个直流电源。其电动势极性必须和变换器所允许的电流流动方向一致,在无特别的附加限流电阻的情况下,其电势值应小于变换器所能产生的最大负压的幅值。
变换器应是可输出负压的全控整流桥,且控制角能移到 的区域内。因为对于全控整流桥,若控制角移相范围不够,移不到大于区域中去时,则无法得到负电压;同样,对于半控桥或带有续流二极管的整流桥,即使也无法得到负电压。
当上述两条同时满足,使电路投入工作,调节控制角大于90°,且使-Ud略小于Eb时有源逆变就可正常工作。
有源逆变工作原理
各元件的工作情况和整流状态时一样:在非换流期间,上、下元件组各有一个元件导通,在换流的期间内,电路中有三个元件导通。
电路每隔∏/3出现一次元件换流,并按次序轮番进行。每个元件的导通角由于控制角 ,其输出电压的平均值为负值,三相桥式全控整流器运行在逆变工作。
有源逆变的应用
● 高压直流输电
● 绕线式异步电动机晶闸管串级调速
● 直流可逆电力拖动系统
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