本发明专利技术涉及海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，包括控制柜、功率柜、充电柜依次排列组成的快速动态无功自动补偿装置，直接并联在海上平台电网母线上，所述快速动态无功自动补偿装置设有DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件，所述快速动态无功自动补偿装置还设有冷却系统；所述的功率柜由三列抽屉式功率单元和柜体顶部风机组成，每列抽屉式功率单元串联连接，每列为一相；所述的充电柜由连接电抗器、真空接触器、充电电阻、柜体顶部风机组成。本发明专利技术占地面积小，施工量小，适合海上平台电网应用。该补偿技术整体进行防腐蚀和防盐雾处理，保证设备在海上平台特殊自然条件下可靠运行。采用DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件响应速度≤5ms、精度高，实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿，具备电压控制和恒无功功率多种控制模式。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，包括控制柜、功率柜、充电柜依次排列组成的快速动态无功自动补偿装置，直接并联在海上平台电网母线上，所述快速动态无功自动补偿装置设有DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件，所述快速动态无功自动补偿装置还设有冷却系统；所述的功率柜由三列抽屉式功率单元和柜体顶部风机组成，每列抽屉式功率单元串联连接，每列为一相；所述的充电柜由连接电抗器、真空接触器、充电电阻、柜体顶部风机组成。本专利技术占地面积小，施工量小，适合海上平台电网应用。该补偿技术整体进行防腐蚀和防盐雾处理，保证设备在海上平台特殊自然条件下可靠运行。采用DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件响应速度≤5ms、精度高，实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿，具备电压控制和恒无功功率多种控制模式。【专利说明】海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置
本专利技术涉及一种快速动态无功补偿技术，特别是涉及一种应用于海上平台电网中的改善电能质量的快速动态无功自动补偿装置。
技术介绍
目前我国不断加强对海洋石油和天然气资源的勘探与开发，随之促进海上平台的大量建设，海上平台的电力供应成为海洋石油和天然气资源开发的重要环节。同时随着电力电子技术的发展，大量的非线性负荷接入电网。使海上平台电网的供电质量受到严重影响，不仅会造成大量的电能浪费，还影响用电设备的正常运行。而改善电能质量通常采用的补偿装置有并联电容器、动态无功补偿装置SVC，但由于海上平台自然条件的特殊性，可用空间有限，盐雾较大，采用动态无功补偿装置SVC占地面积较大，SVC的空芯电抗器磁场发散严重，使平台钢结构件产生涡流效应，且土建施工量大；若采用并联电容器不能快速、准确、连续的补偿，有谐波时会产生并联谐振，放大谐波，烧毁电容器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具备快速、准确、连续补偿的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，该技术占地面积小，施工量小，采用铁芯电抗器抗设计，无电磁干扰，更符合海上平台现场环境应用。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现: 海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，包括控制柜、功率柜、充电柜依次排列组成的快速动态无功自动补偿装置，直接并联在海上平台电网母线上，所述快速动态无功自动补偿装置设有DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件，所述快速动态无功自动补偿装置还设有冷却系统；所述的功率柜由三列抽屉式功率单元和柜体顶部风机组成，每列抽屉式功率单元串联连接，每列为一相；所述的充电柜由连接电抗器、真空接触器、充电电阻、柜体顶部风机组成。所述的DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件响应速度不大于5ms。所述海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，采样电网电压、电流信号，实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿。所述海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，具备电压控制和恒无功功率多种控制模式。电压控制是通过将测量得到的控制变量与参考值相比较，然后输入到控制器的传递函数，控制器根据快速动态无功自动补偿装置的U-1特性曲线得到所需无功电流值，然后通过对快速动态无功自动补偿装置的电流闭环控制，使得快速动态无功自动补偿装置发出(吸收)的电流等于给定无功电流值。这样快速动态无功自动补偿装置的工作状态将随系统情况的变化而进行变化，当电压高时，输出更多的感性无功，当电压比较低时，输出更多的容性无功，从而使系统电压稳定在一定范围之内。恒无功控制通过瞬时无功理论计算出瞬时无功然后通过PI调节器的闭环控制，使得快速动态无功自动补偿装置发出的无功等于给定值，使无功恒定。所述海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，冷却方式采用强制风冷。所述充电柜和功率柜内铜排均环氧包覆，铜排与铜排间连接处用纱布包覆并喷涂环氧树脂。所述充电柜内连接电抗器采用环氧浇注式电抗器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 1)快速动态无功自动补偿装置，占地面积小，施工量小，适合海上平台电网应用； 2)柜内的铜排、电缆、螺栓、板卡、连接电抗器等均进行防腐蚀和防盐雾处理，保证设备在海上平台特殊自然条件下可靠运行； 3)采用DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件响应速度<5ms、精度高，实时计算电网所需的无功功率，实现动态跟踪与补偿，具备电压和恒无功多种控制模式； 4)抽屉式功率单元外壳采用铝合金一次冲压成形结构，结构紧凑、机械强度高、抗振效果好，抽屉式功率单元整体采用密封结构设计和定向进出风技术，解决了大功率器件散热难的问题； 5)快速动态无功自动补偿装置柜体均采用整体喷漆技术，防止掉漆，很好的保证柜体不被腐蚀。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实例所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置正视图。图2是本专利技术实例所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置背视图。图3是本专利技术实例所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置立体图。图4是本专利技术实例所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置立体结构图。图5是本专利技术实例所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置主接线图。图6是本专利技术所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置U-1特性曲线图。图7是本专利技术所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置的电压控制框图。图8是是本专利技术所述的海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置的恒无功控制框图。图中:1_控制柜2-功率柜3-充电柜4-风机5-抽屉式功率单元6_连接电抗器7-真空接触器8-充电电阻。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的
技术实现思路
做进一步详细说明。见图1-4所示，海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，包括控制柜1、功率柜2、充电柜3依次排列组成的快速动态无功自动补偿SVG，直接并联在海上平台电网母线上；所述的功率柜2由三列抽屉式功率单元5和柜体顶部风机4组成，每列抽屉式功率单元5串联连接，每列为一相；所述的充电柜由连接电抗器6、真空接触器7、充电电阻8、柜体顶部风机4组成。见图1、图5所示，海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，通过控制柜I采样电网电压、电流信号，在控制柜I内实时计算电网所需的无功功率，然后发出触发脉冲给功率柜2的功率单元使之发出无功，实现动态跟踪与补偿。功率柜2由三列抽屉式功率单元5和柜体顶部风机4组成，每个抽屉式功率单元由功率器件、薄膜电容和驱动板组成，薄膜电容与功率器件并联，顶部风机4用于抽屉式功率单元5散热使用；充电柜3由连接电抗器6、真空接触器7、充电电阻8、柜体顶部风机4组成，充电时真空接触器7断开，通过充电电阻8和连接电抗器6为功率部分充电，充电完毕后真空接触器7闭合旁路掉充电电阻8，降低有功损耗，顶部风机4用于连接电抗器6散热使用。见图6-8所示，海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，具备电压控制和恒无功功率多种控制模式。图6、7所示，电压控制是以母线电压为控制目标，通过控制柜中的采样板采集系统的电压信号，将信号传输给CPU板进行比较计算，检测母线电压是否高于或低于预设定的限值范围，然后由CPU板传输信号给PWM板，再由PWM板发出驱动信号，驱使功率单元中的IGBT器件开断；基于PWM原理快速动态无功自动补偿装置功率部分发出的波形是脉宽调制波，在电抗器的续流作用下，本文档来自技高网...
【技术保护点】
海上平台电网的快速动态无功自动补偿装置，其特征在于：包括控制柜、功率柜、充电柜依次排列组成的快速动态无功自动补偿装置，直接并联在海上平台电网母线上，所述快速动态无功自动补偿装置设有DSP数字控制系统和IGBT全控型功率器件，所述快速动态无功自动补偿装置还设有冷却系统；所述的功率柜由三列抽屉式功率单元和柜体顶部风机组成，每列抽屉式功率单元串联连接，每列为一相；所述的充电柜由连接电抗器、真空接触器、充电电阻、柜体顶部风机组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李卫团，柯吕雄，唐广荣，熊永功，劳新力，宁有智，吴锋，昝智海，刘平，杨硕，王继浩，马俊，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，荣信电力电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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