基于H桥的小容量中压静止无功发生器制造技术

一种可提高该装置的运行安全性和可靠性、结构紧凑、扩容方便、降低SVG成本的基于H桥的小容量中压静止无功发生器，由降压部分、启动部分、功率部分和控制部分组成；降压部分采用一台干式降压变压器，变压器高压侧跟电网连接，变压器低压侧跟启动部分连接；启动部分由串联的连接电抗器和充电装置组成，所述充电装置两端并联有由控制部分控制的交流接触器常开触点；功率部分由功率单元组成，通过驱动信号控制功率单元中大功率开关器件的开通与关断；对应三相的功率单元采用星型接线；控制部分由主控单元与显示单元组成，主控单元通过采集系统电压、电流信号，计算处理后发出驱动信号来控制各功率单元的运行，同时监测功率单元运行状况。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于H桥的小容量中压静止无功发生器，广泛应用于各类电力系统。
技术介绍
随着国民经济持续、快速的发展,电力负荷也是日益增长,电网结构变得日趋庞大、复杂，电力系统对电能质量也提出了更高的要求，从以前的仅需补偿容性无功发展到现在不仅需要补偿容性也需要补偿感性无功，且能够连续调节。具体表现在：一方面要求在负荷高峰期能够提供较多的容性无功，以满足工矿企业的无功需求；一方面又要提供感性无功，以平衡轻负荷时因电网带来的容性无功，保证系统的电压不致过高。另外随着现代电力电子技术的发展，整流设备、变频设备、开关电源等电力电子设备的普遍应用，给电力系统带来了巨大的谐波污染；尤其是电力机车、交流电弧炉、轧钢机以及其他大型半导体变流装置等冲击性负荷得到越来越广泛的应用，随之带来的冲击无功分量和高次谐波分量直接导致了系统电压的波动和闪变，给电网造成了严重的污染。传统SVC只能补偿容性或感性无功；依赖系统参数，极容易发生谐振放大现象，导致安全隐患；并且存在响应速度慢，运行损耗高，占地面积大等缺点。SVG是当前世界上最先进补偿技术产品，它不再采用大容量的电容器、连接电抗器，而是通过大功率电力电子器件的高频开关实现无功补偿的变换，在响应速度、稳定电网电压、降低系统损耗、增加传输能力、提高瞬变电压极限、降低谐波和减少占地面积等多方面具有更加优越的性能。目前在中压无功补偿领域SVG采用H桥串联的链式结构，它的每一相都是由多个结构相同的H桥功率单元串联而成，三相链接采用星形连接，再经连接电抗器与电网相连。在链式SVG中，功率单元直流侧电容彼此独立，而每个链节的并联损耗、开关损耗、调制比和脉冲延时等又存在差异，导致各个功率单元存在直流侧电容电压不平衡的问题。直流电容电压不平衡会带来许多不利的影响，电容电压的不平衡会使SVG输出电压的谐波畸变率增大，当其不平衡度较大时，某些链节的电容电压会偏高，影响到装置的安全运行，严重时会导致系统崩溃。因此对于无功负荷不是很大的中压用户来说，提高了成本，降低了运行可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种采用降压变压器而实现中压侧电能治理的综合控制装置，即基于H桥的小容量中压静止无功发生器，可提高该装置的运行安全性和可靠性，结构紧凑，扩容方便，降低SVG成本。该基于H桥的小容量中压静止无功发生器，由对应三相的降压部分、启动部分、功率部分和控制部分组成；每个降压部分由一台干式降压变压器组成，降压变压器高压侧跟电网连接，降压变压器低压侧跟启动部分连接；每个启动部分由串联的连接电抗器和充电装置组成，所述连接电抗器的入端连接在降压变压器低压侧，所述充电装置两端并联有由控制部分控制的交流接触器常开触点；每个功率部分由功率单元组成，与连接电抗器串连后，通过降压变压器与电网相连，通过驱动信号控制功率单元中大功率开关器件的开通与关断；对应三相的功率单元采用星型接线；控制部分由主控单元与显示单元组成，主控单元通过采集系统电压、电流信号，计算处理后发出驱动信号来控制各功率单元的运行，同时监测功率单元运行状况；显示单元主要显示主控单元数据，实现信息的实时监测与监控。每相中功率单元为多个且为并联结构。所述大功率开关器件为IGBT或IGCT。本技术的有益效果是：1、功率单元通过连接电抗器接入降压变压器低压侧；变压器高压侧接入电网，由于功率部分输入电压低，功率单元不需要串联；与基于H桥的级联型高压静止无功发生器相比功率单元不需要直流均压，功率单元数量少，减少了故障出现的概率，降低了成本，提高了运行安全性、可靠性。2、功率单元采用模块化结构，便于规模化制造；每相中功率单元采用并联结构，结构紧凑，扩容非常方便。3、与基于H桥的级联型高压静止无功发生器相比，控制部分的主控单元易于实现直接电流控制法,响应速度快，控制精度高。4、电网电压和功率单元交流侧电压在连接电抗器两端作用，从而产生预期的补偿电流。附图说明图1是本技术的电路原理图；图2是本技术的拓扑结构图。具体实施方式如图1、图2所示，该基于H桥的小容量中压静止无功发生器，由对应三相的降压部分、启动部分、功率部分和控制部分组成；每个降压部分由一台干式降压变压器组成，降压变压器高压侧通过间隔断路器、主变与电网连接，降压变压器低压侧(1KV)与启动部分连接；每个启动部分由串联的连接电抗器和充电装置组成，所述连接电抗器的入端连接在降压变压器低压侧，所述充电装置两端并联有由控制部分控制的交流接触器常开触点；每个功率部分由通过光纤与控制部分输出相连的功率单元组成，功率单元通过并联的充电装置及交流接触器触点与连接电抗器串连后，通过降压变压器与电网相连，通过由控制部分发出的驱动信号控制功率单元中大功率开关器件的开通与关断，所述大功率开关器件采用IGBT，也可采用IGCT或其它全控型器件。对应三相的功率单元采用星型接线，每相中功率单元可为多个且为并联结构。控制部分由主控单元与显示单元组成，主控单元主要实现SVG的闭环控制、快速保护及显示、通讯及远程监控功能。主控单元通过对应6KV/10KV母线的系统CT、SVGCT和系统PT采集系统电压、电流信号，计算处理后发出驱动信号来控制各功率单元的运行(触发及封锁IGBT)，对各功率单元进行PWM波形控制，通过调节功率单元交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流，使中压静止无功发生器吸收或发出系统需要的无功电流，实现动态无功补偿的目的。同时监测功率单元运行状况，检测到功率单元故障时，会在第一时间实现对设备的保护，并将故障信息反馈给主控单元。显示单元主要显示主控单元数据，实现信息的实时监测与监控。显示单元具有键盘、触摸双重输入功能，监控、显示系统运行状态，是一个人机接口。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于H桥的小容量中压静止无功发生器，其特征是：由对应三相的降压部分、启动部分、功率部分和控制部分组成；每个降压部分由一台干式降压变压器组成，降压变压器高压侧跟电网连接，降压变压器低压侧跟启动部分连接；每个启动部分由串联的连接电抗器和充电装置组成，所述连接电抗器的入端连接在降压变压器低压侧，所述充电装置两端并联有由控制部分控制的交流接触器常开触点；每个功率部分由功率单元组成，与连接电抗器串连后，通过降压变压器与电网相连，通过驱动信号控制功率单元中大功率开关器件的开通与关断；对应三相的功率单元采用星型接线；控制部分由主控单元与显示单元组成，主控单元通过采集系统电压、电流信号，计算处理后发出驱动信号来控制各功率单元的运行，同时监测功率单元运行状况；显示单元主要显示主控单元数据，实现信息的实时监测与监控。

【技术特征摘要】
1.一种基于H桥的小容量中压静止无功发生器，其特征是：由对应三相的降压部分、启动部分、功率部分和控制部分组成；每个降压部分由一台干式降压变压器组成，降压变压器高压侧跟电网连接，降压变压器低压侧跟启动部分连接；每个启动部分由串联的连接电抗器和充电装置组成，所述连接电抗器的入端连接在降压变压器低压侧，所述充电装置两端并联有由控制部分控制的交流接触器常开触点；每个功率部分由功率单元组成，与连接电抗器串连后，通过降压变压器与电网相连，通过驱动信号控制功率单元中大功率开...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱阳，王凡，
申请(专利权)人：辽宁拓新电力电子有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21