一种具有电流平衡调节功能的供电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有电流平衡调节功能的供电系统，该供电系统包括：变电站以及三相不平衡负载；用于将所述三相不平衡负载与所述变电站连接的输电线路，所述输电线路包括：第一相线、第二相线、第三相线以及中性线；与所述输电线路连接的电流平衡调节装置；其中，所述电流平衡调节装置用于调节所述输电线路中所述第一相线、所述第二相线以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状态。所述供电系统设置了用于调节所述输电线路中所述第一相线、所述第二相线以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状态的电流平衡调节装置，可以使得三相线中电流平衡，解决了三相不平衡问题。
【专利说明】
一种具有电流平衡调节功能的供电系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及供电系统技术领域，更具体地说，涉及一种具有电流平衡调节功 能的供电系统。
【背景技术】
[0002] 三相不平衡是指在供电系统中三相电流(或电压)幅值不一致，且幅值差超过规定 范围。各相负载分布不均、单相负载用电的不同时性、以及单相大功率负载接入是导致三相 不平衡的主要原因，由于城市民用电网及农用电网中存在大量的单相负载，造成现代电网 中三相不平衡现象普遍存在且尤为严重。
[0003] 电网中的三相不平衡会增加线路及变压器铜损，增加变压器铁损，降低变压器出 力甚至会影响变压器的安全运行，会造成三相电压不平衡从而降低供电质量，甚至会影响 电能变送的精度进而造成计量损失。
[0004] 因此，如何解决电网中三相不平衡问题是供电系统领域中亟待解决的一个问题。 【实用新型内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有电流平衡调节功能的供电系统， 该供电系统可以使得三相线中电流平衡，解决了三相不平衡问题。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007] -种具有电流平衡调节功能的供电系统，该供电系统包括：
[0008] 变电站以及三相不平衡负载；
[0009] 用于将所述三相不平衡负载与所述变电站连接的输电线路，所述输电线路包括： 第一相线、第二相线、第三相线以及中性线；
[0010]与所述输电线路连接的电流平衡调节装置；
[0011]其中，所述电流平衡调节装置用于调节所述输电线路中所述第一相线、所述第二 相线以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状态。
[0012] 优选的，在上述供电系统中，所述电流平衡调节装置为背靠背电压源型功率调节 器。
[0013] 优选的，在上述供电系统中，所述背靠背电压源型功率调节器包括：
[0014] 用于在所述第一相线与所述第二相线之间进行电流调节的第一支路；
[0015] 用于在所述第二相线与所述第三相线之间进行电流调节的第二支路；
[0016] 用于在所述第一相线与所述第三相线之间进行电流调节的第三支路。
[0017] 优选的，在上述供电系统中，所述第一支路包括:第一变电站侧变压器、第一调节 电容、第一负载侧变压器；
[0018] 所述中性线以及所述第一相线靠近所述变电站的一端通过所述第一变电站侧变 压器与所述第一调节电容连接;所述第一变电站侧变压器与所述第一调节电容之间具有开 关装置；
[0019] 所述中性线以及所述第二相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第一负 载侧变压器与所述第一调节电容连接;所述第一负载侧变压器与所述第一调节电容之间具 有开关装置；
[0020] 所述第一调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于 所述平衡电流的相线补偿电能。
[0021] 优选的，在上述供电系统中，所述第二支路包括:第二变电站侧变压器、第二调节 电容、第二负载侧变压器；
[0022] 所述中性线以及所述第二相线靠近所述变电站的一端通过所述第二变电站侧变 压器与所述第二调节电容连接;所述第二变电站侧变压器与所述第二调节电容之间具有开 关装置；
[0023]所述中性线以及所述第三相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第二负 载侧变压器与所述第二调节电容连接;所述第二负载侧变压器与所述第二调节电容之间具 有开关装置；
[0024]所述第二调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于 所述平衡电流的相线补偿电能。
[0025]优选的，在上述供电系统中，所述第三支路包括:第三变电站侧变压器、第三调节 电容、第三负载侧变压器；
[0026]所述中性线以及所述第一相线靠近所述变电站的一端通过所述第三变电站侧变 压器与所述第三调节电容连接;所述第三变电站侧变压器与所述第三调节电容之间具有开 关装置；
[0027]所述中性线以及所述第三相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第三负 载侧变压器第三调节电容连接;所述第三负载侧变压器与所述第三调节电容之间具有开关 装置；
[0028]所述第三调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于 所述平衡电流的相线补偿电能。
[0029]优选的，在上述供电系统中，所述开关装置包括:晶体管以及二极管；
[0030]所述晶体管包括:控制端、第一极以及第二极;所述第一极与所述二极管的正极连 接;所述第二极与所述二极管的负极连接;所述控制端输入控制信号；
[0031] 当所述控制信号控制所述晶体管导通时，对应的变压器与调节电容导通。
[0032] 优选的，在上述供电系统中，所述电流平衡调节装置为三相半桥功率调节器。
[0033] 优选的，在上述供电系统中，所述电流平衡调节装置为四相变流器功率调节器。
[0034] 从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的供电系统包括:变电站以及三相 不平衡负载;用于将所述三相不平衡负载与所述变电站连接的输电线路，所述输电线路包 括:第一相线、第二相线、第三相线以及中性线;与所述输电线路连接的电流平衡调节装置； 其中，所述电流平衡调节装置用于调节所述输电线路中所述第一相线、所述第二相线以及 所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状态。所述供电系统设置了用于调节所 述输电线路中所述第一相线、所述第二相线以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流 处于平衡状态的电流平衡调节装置，可以使得三相线中电流平衡，解决了三相不平衡问题。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本实用新型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 是本实用新型的实施例，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 可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0036] 图1为本申请实施例提供的一种供电系统的结构示意图；
[0037] 图2为本申请实施例提供的一种背靠背电压源型功率调节器的结构示意图；
[0038]图3为本申请实施例提供的一种三相半桥功率调节器的结构示意图；
[0039] 图4为本申请实施例提供的一种四相变流器功率调节器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040] 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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0041] 三相不平衡问题会影响供电系统的正常稳定运行，影响供电设备的性能以及使用 寿命。当前治理电网三相不平衡的方法有均匀分布负荷、增加短路容量、电感与电容组合调 整等方法，这些治理方法虽然能取得一定的效益，但受占地面积、客观性、经济性等条件所 限，难以施行，不能从根本上解决问题。
[0042] 为了解决上述问题，本申请实施例提供电路一种具有电流平衡调节功能的供电系 统，所述供电系统的结构如图1所示。
[0043] 参考图1，图1为本申请实施例提供的一种供电系统的结构示意图，该供电系统包 括:变电站11以及三相不平衡负载12;用于将所述三相不平衡负载12与所述变电站11连接 的输电线路;与所述输电线路连接的电流平衡调节装置13。
[0044]其中，所述输电线路包括:第一相线A、第二相线B、第三相线C以及中性线N。所述电 流平衡调节装置13用于调节所述输电线路中所述第一相线A、所述第二相线B以及所述第三 相线C靠近所述变电站11 一端的电流处于平衡状态。
[0045] 可选的，所述电流平衡调节装置13为背靠背电压源型功率调节器。所述背靠背电 压源型功率调节器的结构如图2所示。
[0046] 参考图2,图2为本申请实施例提供的一种背靠背电压源型功率调节器的结构示意 图，所述背靠背电压源型功率调节器包括：用于在所述第一相线A与所述第二相线B之间进 行电流调节的第一支路21;用于在所述第二相线B与所述第三相线C之间进行电流调节的第 二支路22;用于在所述第一相线A与所述第三相线C之间进行电流调节的第三支路23。
[0047]所述第一支路21、所述第二支路22以及所述第三支路23的电路结构相同。
[0048]所述第一支路21包括:第一变电站侧变压器T11、第一调节电容C1、第一负载侧变 压器T12。所述中性线N以及所述第一相线A靠近所述变电站11的一端通过所述第一变电站 侧变压器T11与所述第一调节电容C1连接;所述第一变电站侧变压器T11与所述第一调节电 容C1之间具有开关装置K。
[0049]所述中性线N以及所述第二相线B靠近所述三相不平衡负载13的一端通过所述第 一负载侧变压器T12与所述第一调节电容连接;所述第一负载侧变压器T12与所述第一调节 电容C1之间具有开关装置K。
[0050]所述第一调节电容C1用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小 于所述平衡电流的相线补偿电能。可以通过第一调节电容C1左侧的开关装置K控制第一相 线A与第一调节电容C1的导通状态，通过调节电容C1右侧的开关装置K控制第二相线B与第 一调节电容C1的导通状态。
[0051]第一相线A靠近变电站的一端电流高于平衡电流，则通过第一相线A与第一调节电 容C充电。第二相线B靠近变电站的一端电流高于平衡电流，则通过第二相线B与第一调节电 容C充电。当第一相线A靠近变电站的一端电流低于平衡电流时，第一调节电容C1对第一相 线A放电，对第一相线A进行电流补偿，使得其电流处于平衡电流。当第二相线B靠近变电站 的一端电流低于平衡电流时，第一调节电容C1对第二相线B放电，对第二相线B进行电流补 偿，使得其电流处于平衡电流。
[0052]所述第二支路22包括:第二变电站侧变压器T21、第二调节电容C2、第二负载侧变 压器T22;
[0053]所述中性线N以及所述第二相线B靠近所述变电站11的一端通过所述第二变电站 侧变压器T21与所述第二调节电容C2连接;所述第二变电站侧变压器T21与所述第二调节电 容C2之间具有开关装置K。
[0054]所述中性线N以及所述第三相线C靠近所述三相不平衡负载12的一端通过所述第 二负载侧变压器T22连接;所述第二负载侧变压器T22与所述第二调节电容C2之间具有开关 装置K;
[0055]所述第二调节电容C2用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小 于所述平衡电流的相线补偿电能。
[0056]所述第二支路22对所述第二相线B与所述第三相线C的电流调节原理与所述第一 支路21对所述第二相线B与所述第一相线A的电流调节原理相同，在此不再赘述。
[0057]所述第三支路23包括:第三变电站侧变压器T31、第三调节电容C3、第三负载侧变 压器T32。
[0058]所述中性线N以及所述第一相线A靠近所述变电站11的一端通过所述第三变电站 侧变压器T31与所述第三调节电容C3连接;所述第三变电站侧变压器T31与所述第三调节电 容C3之间具有开关装置K。
[0059]所述中性线N以及所述第三相线C靠近所述三相不平衡负载13的一端通过所述第 三负载侧变压器T32连接;所述第三负载侧变压器T32与所述第三调节电容C3之间具有开关 装置K。
[0060] 所述第三调节电容C3用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小 于所述平衡电流的相线补偿电能。
[0061] 所述第三支路23对所述第一相线A与所述第三相线C的电流调节原理与所述第一 支路21对所述第二相线B与所述第一相线A的电流调节原理相同，在此不再赘述。
[0062] 可选的，每一个所述开关装置K包括:晶体管Q以及二极管D;
[0063] 所述晶体管Q包括:控制端、第一极以及第二极;所述第一极与所述二极管D的正极 连接;所述第二极与所述二极管D的负极连接;所述控制端输入控制信号。当所述控制信号 控制所述晶体管导通时，对应的变压器与调节电容导通。
[0064]以所述第一变电站侧变压器T11与所述第一调节电容C1之间的开关装置K为例，第 一变电站侧变压器T11左侧线圈的下端直接与第一调节电容C1的下极板连接，第一变电站 侧变压器T11左侧线圈的上端通过晶体管Q的第一极以及第二极后与第一调节电容C1的上 极板连接。通过控制端输入的控制信号控制晶体管Q的导通状态。
[0065]图2所示实施方式中，能够将三相线两两分为三组，通过所述背靠背电压源型功率 调节器的三个支路，能够将互为一组的两相线路的电流进行平衡调节。
[0066]本申请实施例中，所述电流平衡装置13还可以为三相半桥功率调节器。所述三相 半桥功率调节器的结构如图3所示。
[0067]参考图3,图3为本申请实施例提供的一种三相半桥功率调节器的结构示意图，所 述三相半桥功率调节器包括：储能装置CS、第一相支路31、第二相支路32以及第三相支路 33〇
[0068]所述储能装置CS与所述第一相支路31、所述第二相支路32以及所述第三相支路33 均连接;所述第一相支路31与所述第一相线A连接;所述第二相支路32与所述第二相线B连 接;所述第三相支路33与所述第三相线C连接。
[0069]所述储能装置CS用于存储所述第一相线A、所述第二相线B以及所述第三相线C中 电流高于平衡电流线路的电能，用于为三者中电流低于平衡电流的线路进行电流补偿，进 而使得所述第一相线A、所述第二相线B以及所述第三相线C中的电流在靠近变电站11的一 端保持平衡，即电流相同。
[0070]如图3所示，所述储能装置CS包括:第一储能电容C31以及第二储能电容C32。其中， 所述第一储能电容C31的下极板与所述第二储能电容C32的上极板连接，并与所述中性线N 连接;所述第一储能电容C31的上极板连接第一节点J31，所述第二储能电容C32的下极板连 接第二节点J32。
[0071]所述第一相支路31包括:第一线圈L31、第一晶体管Q31、第二晶体管Q32、第一二极 管D31以及第二二极管D32。第一晶体管Q31的第一极与第二晶体管Q32的第二极均通过所述 第一线圈L31与所述第一相线A连接。第一晶体管Q31的第二极连接所述第一节点J31，控制 端输入控制信号。第二晶体管Q32的第一极连接所述第二节点J32,控制端输入控制信号。所 述第一二极管D31的正极连接所述第一晶体管Q31的第一极，负极连接所述第一晶体管Q31 的第二极。所述第二二极管D32的正极连接所述第二晶体管Q32的第一极，负极连接所述第 二晶体管Q32的第二极。
[0072]所述第二相支路32包括:第二线圈L32、第三晶体管Q33、第四晶体管Q34、第三二极 管D33以及第四二极管D34。第三晶体管Q33的第一极与第四晶体管Q34的第二极均通过所述 第二线圈L32与所述第二相线B连接。第三晶体管Q33的第二极连接所述第一节点J31，控制 端输入控制信号。第四晶体管Q34的第一极连接所述第二节点J32,控制端输入控制信号;所 述第三二极管D33的正极连接所述第三晶体管Q33的第一极，负极连接所述第三晶体管Q33 的第二极。所述第四二极管D34的正极连接所述第四晶体管Q34的第一极，负极连接所述第 四晶体管Q34的第二极。
[0073]所述第三相支路包括:第三线圈L33、第五晶体管Q35、第六晶体管Q36、第五二极管 D35以及第六二极管D36。第五晶体管Q35的第一极与第六晶体管Q36的第二极均通过所述第 三线圈L33与所述第三相线C连接。第五晶体管Q35的第二极连接所述第一节点J31，控制端 输入控制信号。第六晶体管Q36的第一极连接所述第二节点J32，控制端输入控制信号。所述 第五二极管D35的正极连接所述第五晶体管Q35的第一极，负极连接所述第五晶体管Q35的 第二极。所述第六二极管D36的正极连接所述第六晶体管Q36的第一极，负极连接所述第六 晶体管Q36的第二极。
[0074] 在图3所示实施方式中，每一相支路为一个桥臂，通过所述储能装置CS进行充电或 是放电，各个桥臂既可以向线路输出功率，也可以吸收功率，但各桥臂吸收、输出有功功率 和近似为零。通过各个晶体管的控制信号控制晶体管的开关状态，进而可以控制储能装置 CS为对应相线路进行电流补偿或是电流吸收，进而调节三相线路的电流平衡。
[0075] 本申请实施例中，所述电流平衡装置13还可以为四相变流器功率调节器。所述四 相变流器功率调节器的结构如图4所示。
[0076] 参考图4,图4为本申请实施例提供的一种四相变流器功率调节器的结构示意图， 所述四相变流器功率调节器包括:储能装置C41、第一相支路41、第二相支路42、第三相支路 43以及第四相支路44。
[0077]所述储能装置C41与所述第一相支路41、所述第二相支路42、所述第三相支路43以 及所述第四相支路44均连接;所述第一相支路41与所述第一相线A连接;所述第二相支路42 与所述第二相线B连接;所述第三相支路43与所述第三相线C连接;所述第四相支路44与所 述中性线N连接。
[0078]所述储能装置C41用于存储所述第一相线41、所述第二相线42以及所述第三相线 43中电流高于平衡电流线路的电能，用于为三者中电流低于平衡电流的线路进行电流补 偿，进而使得所述第一相线A、所述第二相线B以及所述第三相线C中的电流在靠近变电站11 的一端保持平衡，即电流相同。
[0079] 如图4所示，所述储能装置C41包括:储能电容;其中，所述储能电容的上极板连接 第一节点J41，所述储能电容的下极板连接第二节点J42。
[0080] 所述第一相支路41包括:第一线圈L41、第一晶体管Q41、第二晶体管Q42、第一二极 管D41以及第二二极管D42。第一晶体管Q41的第一极与第二晶体管Q42的第二极均通过所述 第一线圈L41与所述第一相线A连接。第一晶体管Q41的第二极连接所述第一节点J41，控制 端输入控制信号。第二晶体管Q42的第一极连接所述第二节点J42,控制端输入控制信号。所 述第一二极管D41的正极连接所述第一晶体管Q41的第一极，负极连接所述第一晶体管Q41 的第二极。所述第二二极管D42的正极连接所述第二晶体管Q42的第一极，负极连接所述第 二晶体管Q42的第二极。
[0081 ]所述第二相支路42包括:第二线圈L42、第三晶体管Q43、第四晶体管Q44、第三二极 管D43以及第四二极管D44。第三晶体管Q43的第一极与第四晶体管Q44的第二极均通过所述 第二线圈L42与所述第二相线B连接。第三晶体管Q43的第二极连接所述第一节点J41，控制 端输入控制信号。第四晶体管Q44的第一极连接所述第二节点J42,控制端输入控制信号。所 述第三二极管D43的正极连接所述第三晶体管Q43的第一极，负极连接所述第三晶体管Q43 的第二极。所述第四二极管D44的正极连接所述第四晶体管Q44的第一极，负极连接所述第 四晶体管Q44的第二极。
[0082]所述第三相支路43包括:第三线圈L43、第五晶体管Q45、第六晶体管Q46、第五二极 管D45以及第六二极管D46。第五晶体管Q45的第一极与第六晶体管Q46的第二极均通过所述 第三线圈L43与所述第三相线C连接。第五晶体管Q45的第二极连接所述第一节点J41，控制 端输入控制信号。第六晶体管Q46的第一极连接所述第二节点J42,控制端输入控制信号。所 述第五二极管D45的正极连接所述第五晶体管Q45的第一极，负极连接所述第五晶体管Q45 的第二极。所述第六二极管D46的正极连接所述第六晶体管Q46的第一极，负极连接所述第 六晶体管Q46的第二极。
[0083]所述第四相支路44包括:第七晶体管Q47、第八晶体管Q48、第七二极管D47以及第 八二极管D48。第七晶体管Q47的第一极与第八晶体管Q48的第二极均与所述中性线N连接。 第七晶体管Q47的第二极连接所述第一节点J41，控制端输入控制信号。第八晶体管Q48的第 一极连接所述第二节点J42,控制端输入控制信号。所述第七二极管D47的正极连接所述第 七晶体管Q47的第一极，负极连接所述第七晶体管Q47的第二极。所述第八二极管D48的正极 连接所述第八晶体管Q48的第一极，负极连接所述第八晶体管Q48的第二极。
[0084] 在图4所示实施方式中，为三相四线的供电系统的各个线路都提供了一相支路，用 于电流调节。对于第一相线A、第二相线B以及第三相线C，通过对应相支路的各个晶体管的 控制信号控制晶体管的开关状态，进而可以控制储能装置41为对应相线路进行电流补偿或 是电流吸收，进而调节三相线路的电流平衡。
[0085] 特别的，图4所示实施方式中，第四相支路与中性线N相连，用于抑制三相四线制系 统中的零序电流。这种电路可以用于负载功率较大的场合。
[0086] 图4所示实施方式可以从用户侧或分支侧进行三相负荷不平衡调整，其目的是保 证三相四线线路的负荷是平衡的。那么，变电站侧的三相电流幅值也必然是较为相近的，即 处于平衡状态。
[0087] 可选的，所述电流平衡调节装置13还包括:驱动电路以及控制器。其中，所述控制 器与所述驱动电路连接。所述驱动电路与各个开关装置中晶体管的控制端连接。所述控制 器通过所述驱动电路为各个开关装置提供控制信号。各个开关装置连接驱动电路的不同端 口，用于获取单独的控制信号。
[0088] 所述供电系统还包括采集器，所述采集器用于采集二次侧电压信号(uA(t)、UB(t)、 uc(t))和总进线电流CT二次侧电流信号（iA(t)、iB(t)、ic(t))信号，对三相电压和电流信号 进行数字采样，每周波采用128点(采样率为6.4kHz)，得到数字量的母线电压( UA(n)、UB(n)、 uc(n))和总进线电流(iA(n)、iB(n)、ic(n))。
[0089] 控制器还用于对供电系统母线电压和总进线电流的数字量进行离散傅立叶变换， 得到母线电压相量和总进线电流相量，其中A相相电压相量和A相线电流相量L的计算 方法为：
[0090]
[0091] 以此类推，控制器还用于得至ljB、C电压相量A、色和线电流相量4和/(。
[0092]控制器还用于对供电系统母线电压相量和总进线电流相量进行对称分量法分解， 得到三相不平衡供电系统母线电压和总进线电流的正序分量和负序分量。
[0093]母线电压的零序、正序和正序分量按照下式计算：
[0094]
[0095] 式中：j为虚数单位；
[0096] 三相不平衡供电系统总进线电流的零序、正序和负序电流分量按照下式计算：
[0097]
[0098] 式中：j为虚数单位
[0099]三相供电系统不平衡度的计算方法
[0100]
[0101]
[0102]
[0103]
[0104] 本申请实施例所述供电系统运行时，通过外接电流互感器(CT)采集个相线路的实 时电流，然后将采集的电流发送给控制器进行处理。经过控制器分析后，如果发现三相不平 衡问题，控制器计算三相电流达到平衡状态所需转换的电流值。计算完成之后，控制器就会 通过驱动电路驱动各个开关装置进行相应动作，进行电流调节控制，从新分配电流，使得三 相电流相同，且供电系统的三相总电流保持不变。当然，这一系列的计算及控制动作都是在 很短的时间内完成的，并且，在这一过程中电流平衡调节装置只是起到一个重新分流的作 用，只需消耗很小一部分的能量（如风扇运转、控制器件的能量消耗、开关器件的能量消 耗)。
[0105] 举例说明，供电系统变电站侧三相线平衡状态时为每相10A电流，出现三相不平衡 问题后，第一相线A电流为5A，第二相线B电流为10A，第三相线C电流为15A。第一相线A电流 如要达到平衡状态则需要增加5A的电流，第二相线B电流正好为10A无需调整，第三相线C电 流想达到平衡状态则需要减少5A的电流。计算完成之后，控制器就会通过驱动电路来驱动 开关装置动作，从而使得电流从第三相线C流入电流平衡调节装置5A，从电流平衡调节装置 内部流出5A到第一相线A。从而使得A、B、C三相电流全部重新分配为10A，而系统的三相总电 流保持不变。
[0106] 在本申请实施例中，所述晶体管可以为IGBT。
[0107] 本申请实施例所述电流平衡调节装置具有如下优点：具备无功补偿功能，cos?可 达0.99级；具备三相不平衡电流补偿功能，三相不平衡度可降至3%以下;实时补偿，全响应 时间小于15ms;动态响应时间小于50ys;无过补、无欠补、无谐振。
[0108] 需要说明的是，本申请实施例中所述电流平衡调节装置用于调节各相线路中靠近 变电站一侧的一端的电流平衡，使得三相线靠近变电站一侧的一端的电流均相同。
[0109] 通过上述描述可知，本申请实施例提供的供电系统设置了用于调节所述输电线路 中所述第一相线、所述第二相线以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状 态的电流平衡调节装置，可以使得三相线中电流平衡，解决了三相不平衡问题。
[0110] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种具有电流平衡调节功能的供电系统，其特征在于，包括： 变电站以及三相不平衡负载； 用于将所述三相不平衡负载与所述变电站连接的输电线路，所述输电线路包括:第一 相线、第二相线、第三相线以及中性线； 与所述输电线路连接的电流平衡调节装置； 其中，所述电流平衡调节装置用于调节所述输电线路中所述第一相线、所述第二相线 以及所述第三相线靠近所述变电站一端的电流处于平衡状态； 所述电流平衡调节装置为背靠背电压源型功率调节器;所述背靠背电压源型功率调节 器包括：用于在所述第一相线与所述第二相线之间进行电流调节的第一支路；用于在所述 第二相线与所述第三相线之间进行电流调节的第二支路;用于在所述第一相线与所述第三 相线之间进行电流调节的第三支路。2. 根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一支路包括:第一变电站侧变 压器、第一调节电容、第一负载侧变压器； 所述中性线以及所述第一相线靠近所述变电站的一端通过所述第一变电站侧变压器 与所述第一调节电容连接;所述第一变电站侧变压器与所述第一调节电容之间具有开关装 置； 所述中性线以及所述第二相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第一负载侧 变压器与所述第一调节电容连接;所述第一负载侧变压器与所述第一调节电容之间具有开 关装置； 所述第一调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于所述 平衡电流的相线补偿电能。3. 根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第二支路包括:第二变电站侧变 压器、第二调节电容、第二负载侧变压器； 所述中性线以及所述第二相线靠近所述变电站的一端通过所述第二变电站侧变压器 与所述第二调节电容连接;所述第二变电站侧变压器与所述第二调节电容之间具有开关装 置； 所述中性线以及所述第三相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第二负载侧 变压器与所述第二调节电容连接;所述第二负载侧变压器与所述第二调节电容之间具有开 关装置； 所述第二调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于所述 平衡电流的相线补偿电能。4. 根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第三支路包括:第三变电站侧变 压器、第三调节电容、第三负载侧变压器； 所述中性线以及所述第一相线靠近所述变电站的一端通过所述第三变电站侧变压器 与所述第三调节电容连接;所述第三变电站侧变压器与所述第三调节电容之间具有开关装 置； 所述中性线以及所述第三相线靠近所述三相不平衡负载的一端通过所述第三负载侧 变压器与所述第三调节电容连接;所述第三负载侧变压器与所述第三调节电容之间具有开 关装置； 所述第三调节电容用于存储电流高于平衡电流的相线的电能，并用于为电流小于所述 平衡电流的相线补偿电能。5.根据权利要求2-4任一项所述的供电系统，其特征在于，所述开关装置包括：晶体管 以及二极管； 所述晶体管包括:控制端、第一极以及第二极;所述第一极与所述二极管的正极连接； 所述第二极与所述二极管的负极连接;所述控制端输入控制信号； 当所述控制信号控制所述晶体管导通时，对应的变压器与调节电容导通。
【文档编号】H02J3/26GK205509515SQ201521040060
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月14日
【发明人】虞勇, 李永腾, 钱程, 林驰, 林一驰, 王辉
【申请人】国网浙江省电力公司宁波供电公司, 国家电网公司