一種新型智能動態混成無功補償裝置製造方法
2023-06-07 17:03:21
一種新型智能動態混成無功補償裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型智能動態混成無功補償裝置，它包括SVG單元（2）和SVC單元（3），所述SVG單元（2）前側設置有主斷路器（2.15）、隔離變壓器（2.8）、接觸器一（2.16）、接觸器二（2.7）、預充電電阻（2.6）、電抗器（2.5）、放電電阻（2.17）和濾波電容（2.4），所述SVG櫃體（2.3）後側設置有主控板（2.14）、採樣霍爾（2.13）、轉接板（2.12）、IGBT模塊（2.11）、吸收電容（2.10）和疊層母排（2.9），所述SVC單元（3）由熔斷器（3.1）、可控矽（3.2），分補電容（3.3）和共補電容（3.4）組成。本發明一種新型智能動態混成無功補償裝置，它將小容量SVG與大容量SVC結合協調控制運行，充分發揮SVG的快速特性和SVC的穩態性能。
【專利說明】
一種新型智能動態混成無功補償裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型智能動態混成無功補償裝置，屬於電力電子【技術領域】。
【背景技術】
[0002]凡是安裝有低壓變壓器地方及大型用電設備旁邊都應該配備無功補償裝置，特別是那些功率因數較低的工礦、企業、居民區必須安裝。大型異步電機、變壓器、電焊機、衝床、車床群、空壓機、壓力機、吊車、冶煉、軋鋼、軋鋁、大型交換機、電灌設備、電氣機車等尤其需要。居民區除白熾燈照明外，空調、冷凍機等也都是無功功率不可忽視的耗用對象。農村用電狀況比較惡劣，多數地區供電不足，電壓波動很大，功率因數尤其低，加裝補償設備是改善供電狀況、提高電能利用率的有效措施。
[0003]靜止無功補償裝置(簡稱SVC)是一種快速調節無功功率的裝置，其典型代表是晶閘管控制電抗器+固定電容器(TCR+ FC)、晶閘管投切電容器(TSC)、以及磁控電抗器+固定電容器(MCR+FC)等。目前已成功地應用於冶金、採礦和電氣化鐵路等衝擊性負荷的補償上。SVC雖然能對系統無功進行有效的補償且運行成本低，經濟性較好，但是對電網電壓波動的調節能力不夠理想，響應時間較慢，而且容易產生較大的諧波電流。
[0004]隨著GT0、IGCT, IGBT等大功率電力電子器件的發展和應用，靜止無功發生器(簡稱SVG)成為最新一代動態無功補償技術。SVG的核心技術是基於可關斷電力電子器件IGBT的電壓源型逆變技術。SVG也被稱為「靜止調相機」，它可以快速、連續、平滑地調節輸出無功，且可實現無功的感性與容性雙相調節。SVG可快速地提供變化的無功電流，以補償負荷變化引起的電壓波動和閃變。但是這種純有源大容量無功發生器由於功率器件價格限制，具有成本高的缺點，隨著補償容量的增加，裝置的成本成階梯狀上升。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服上述不足，提供一種新型智能動態混成無功補償裝置，它將小容量SVG與大容量SVC結合協調控制運行，充分發揮SVG的快速特性和SVC的穩態性能，能夠有效解決現代電力系統中功率因數低、電壓波動閃變和波動，實現電能質量綜啟體化控制，使系統在補償特性、造價、可靠性等方面達到最優。
[0006]本發明的目的是這樣實現的:一種新型智能動態混成無功補償裝置，它包括櫃體，所述櫃體上設置有SVG單元和SVC單元，所述SVG單元設置於SVC單元上方，所述SVG單元包括SVG櫃體，所述SVG櫃體前側自左至右依次設置有主斷路器、隔離變壓器、接觸器一、接觸器二、預充電電阻、電抗器、放電電阻和濾波電容，所述主斷路器位於隔離變壓器上方，所述放電電阻位於濾波電容上方，所述SVG櫃體後側自左至右依次設置有主控板、採樣霍爾、轉接板、IGBT模塊、吸收電容和疊層母排，所述SVG櫃體外一側設置有微斷路器和浪湧保護器，所述微斷路器位於浪湧保護器上方，所述SVC單元包括設置於櫃體前後兩側的熔斷器和可控矽，所述熔斷器位於可控矽上方，所述可控矽下方設置有分補電容和共補電容，所述分補電容位於共補電容前側。
[0007]所述SVC單元包含有相互並聯設置的多個分補電路和多個共補電路，每個分補電路包含有經熔斷器和主斷路器掛接在電網側上的可控矽，且分補電路的可控矽上連接有分補電容；每個共補電路包含有經熔斷器和主斷路器掛接在電網側上的可控矽，且共補電路的可控矽上連接有共補電容；微斷路器與上述分補電路和共補電路均並聯設置，電網側經熔斷器經SVG單元的接觸器二的觸頭和電抗器後接入IGBT模塊；且電抗器與IGBT模塊之間的線路上安裝有採樣霍爾；接觸器一、接觸器二和放電電阻串聯後與IGBT模塊相併聯；且預充電電阻和接觸器一的觸頭串聯後與接觸器二的觸頭相併聯。
[0008]所述分補電容為三角形設置；所述共補電容為星形設置。
[0009]所述電抗器設置有前後兩組，每組並聯設置有三個，且前後兩組之間經熔斷器與濾波電容相連接。
[0010]所述濾波電容為三角形設置。
[0011]所述吸收電容與IGBT模塊相併聯設置。
[0012]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
1、補償方式:國內的無功補償裝置基本上是採用電容器進行無功補償，補償後的功率因素一般在0.8-0.9左右。本裝置採用的是電源模塊進行無功補償，補償後的功率因素一般在0.98以上；
2、無功補償能力:和TCR相比，SVG只需要配一半容量的電容器，就可達到同樣的容性無功補償範圍，且無需配置濾波支路。由於無需濾波，任何時候都可對SVG配套電容器組進行擴容或改造，滿足可能的工況變化帶來的新需求；
3、諧波特性:SVG在不需要增加濾波支路情況下，對背景諧波具備治理能力。可完全濾除13次及以下諧波，可濾除風機產生諧波，或濾除背景諧波防止其對風機的影響。TCR自身產生諧波，必須配備濾波器組濾除自身諧波才能工作；若需要同時濾除背景諧波，還需要增加濾波器容量；
4、可靠性、可維護性:本裝置採用模塊化設計，生產過程簡單，可靠性高，維護量小。SVG滿足IGBT功率模塊N-1運行方式，即一個功率模塊故障後，整個設備仍可繼續運行在額定容量。TCR中採用晶閘管串聯，易發生晶閘管成組損壞；
5、使用壽命:國內的無功補償裝置一般採用接觸器或可控矽控制，造成使用壽命較短，一般在三年左右，自身損耗大而且要經常進行維護。本裝置使用壽命在十年以上，自身損耗極小且基本上不要維護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明一種新型智能動態混成無功補償裝置的結構示意圖。
[0014]圖2為圖1的左視圖。
[0015]圖3為圖1中SVG單元的結構示意圖。
[0016]圖4為圖3的左視圖。
[0017]圖5為本發明一種新型智能動態混成無功補償裝置的電氣原理示意圖。
[0018]其中:
櫃體I SVG單元2 微斷路器2.1 浪湧保護器2.2 SVG櫃體2.3 濾波電容2.4 電抗器2.5 預充電電阻2.6 接觸器二 2.7 隔離變壓器2.8 疊層母排2.9 吸收電容2.10 IGBT 模塊 2.11 轉接板2.12 採樣霍爾2.13 主控板2.14 主斷路器2.15 接觸器一 2.16 放電電阻2.17 SVC單元3 熔斷器3.1 可控矽3.2 分補電容3.3 共補電容3.4。
【具體實施方式】
[0019]參見圖f圖5，本發明一種新型智能動態混成無功補償裝置，它包括櫃體1，所述櫃體I上設置有SVG單元2和SVC單元3，所述SVG單元2設置於SVC單元3上方，所述SVG單元2包括SVG櫃體2.3，所述SVG櫃體2.3前側自左至右依次設置有主斷路器2.15、隔離變壓器2.8、接觸器一 2.16、接觸器二 2.7、預充電電阻2.6、電抗器2.5、放電電阻2.17和濾波電容2.4，所述主斷路器2.15位於隔離變壓器2.8上方，所述放電電阻2.17位於濾波電容2.4上方，所述SVG櫃體2.3後側自左至右依次設置有主控板2.14、採樣霍爾2.13、轉接板2.12、IGBT模塊2.11、吸收電容2.10和疊層母排2.9，所述SVG櫃體2.3外一側設置有微斷路器2.1和浪湧保護器2.2，所述微斷路器2.1位於浪湧保護器2.2上方，所述SVC單元3包括設置於櫃體I前後兩側的熔斷器3.1和可控矽3.2，所述熔斷器3.1位於可控矽3.2上方，所述可控矽3.2下方設置有分補電容3.3和共補電容3.4，所述分補電容3.3位於共補電容3.4前側；
上述SVC單元3包含有相互並聯設置的多個分補電路和多個共補電路，每個分補電路包含有經熔斷器3.1和主斷路器2.15掛接在電網側上的可控矽3.2，且分補電路的可控矽3.2上連接有分補電容3.3 ;每個共補電路包含有經熔斷器3.1和主斷路器2.15掛接在電網側上的可控矽3.2，且共補電路的可控矽3.2上連接有共補電容3.4，所述分補電容3.3為三角形設置；所述共補電容3.4為星形設置；微斷路器2.1與上述分補電路和共補電路均並聯設置，電網側經熔斷器經SVG單元2的接觸器二 2.7(KM2)的觸頭和電抗器2.5後接入IGBT模塊2.11 ;具體的講，所述電抗器2.5設置有前後兩組，每組並聯設置有三個，且前後兩組之間經熔斷器與濾波電容2.4相連接(優選該，所述濾波電容2.4為三角形設置)，且電抗器2.5與IGBT模塊2.11之間的線路上安裝有採樣霍爾2.13 ;同時，吸收電容2.10與IGBT模塊2.11相併聯設置；接觸器一 2.16 (KM1)、接觸器二 2.7 (KM2)和放電電阻2.17(Rl)串聯後與IGBT模塊2.11相併聯；且預充電電阻2.6 (R2、R3、R4)和接觸器一 2.16(KMl)的觸頭串聯後與接觸器二 2.7 (KM2)的觸頭相併聯。
【權利要求】
1.一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:它包括櫃體(1)，所述櫃體(I)上設置有SVG單元(2)和SVC單元(3)，所述SVG單元(2)設置於SVC單元(3)上方，所述SVG單元(2)包括SVG櫃體(2.3)，所述SVG櫃體(2.3)前側自左至右依次設置有主斷路器(2.15)、隔離變壓器(2.8)、接觸器一(2.16)、接觸器二(2.7)、預充電電阻(2.6)、電抗器(2.5)、放電電阻(2.17)和濾波電容(2.4)，所述主斷路器(2.15)位於隔離變壓器(2.8)上方，所述放電電阻(2.17)位於濾波電容(2.4)上方，所述SVG櫃體(2.3)後側自左至右依次設置有主控板(2.14)、採樣霍爾(2.13)、轉接板(2.12)、IGBT模塊(2.11)、吸收電容(2.10)和疊層母排(2.9)，所述SVG櫃體(2.3)外一側設置有微斷路器(2.1)和浪湧保護器(2.2)，所述微斷路器(2.1)位於浪湧保護器(2.2)上方，所述SVC單元(3)包括設置於櫃體(I)前後兩側的熔斷器(3.1)和可控矽(3.2)，所述熔斷器(3.1)位於可控矽(3.2 )上方，所述可控矽(3.2)下方設置有分補電容(3.3)和共補電容(3.4)，所述分補電容(3.3)位於共補電容(3.4)前側。
2.如權利要求1所述一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:所述SVC單元(3)包含有相互並聯設置的多個分補電路和多個共補電路，每個分補電路包含有經熔斷器(3.1)和主斷路器(2.15)掛接在電網側上的可控矽(3.2)，且分補電路的可控矽(3.2)上連接有分補電容(3.3);每個共補電路包含有經熔斷器(3.1)和主斷路器(2.15)掛接在電網側上的可控矽(3.2)，且共補電路的可控矽(3.2)上連接有共補電容(3.4);微斷路器(2.1)與上述分補電路和共補電路均並聯設置，電網側經熔斷器經SVG單元(2)的接觸器二(2.7)的觸頭和電抗器(2.5)後接入IGBT模塊(2.11);且電抗器(2.5)與IGBT模塊(2.11)之間的線路上安裝有採樣霍爾(2.13);接觸器一(2.16)、接觸器二(2.7)和放電電阻(2.17)串聯後與IGBT模塊(2.11)相併聯；且預充電電阻(2.6)和接觸器一(2.16)的觸頭串聯後與接觸器二(2.7)的觸頭相併聯。
3.如權利要求2所述一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:所述分補電容(3.3)為三角形設置；所述共補電容(3.4)為星形設置。
4.如權利要求2所述一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:所述電抗器(2.5)設置有前後兩組，每組並聯設置有三個，且前後兩組之間經熔斷器與濾波電容(2.4)相連接。
5.如權利要求4所述一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:所述濾波電容(2.4)為三角形設置。
6.如權利要求1所述一種新型智能動態混成無功補償裝置，其特徵在於:所述吸收電容(2.10)與IGBT模塊(2.11)相併聯設置。
【文檔編號】H02J3/18GK104466987SQ201410786447
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】張建興, 包虎平 申請人:江蘇方程電力科技有限公司