高压动态无功补偿装置制造方法及图纸

一种高压动态无功补偿装置，其主电路的断路器、交流接触器、电抗器和真空开关串联后与静止无功发生器连接，所述限流电阻与真空开关并联连接，所述静止无功发生器包括多组逆变器，所述多组逆变器串联连接组成多电平逆变器结构，所述三相之间的静止无功发生器采用星形接法连接；所述逆变器包括IGBT桥式逆变电路和RC阻容滤波电路，所述IGBT桥式逆变电路包括组成竖桥臂结构的4个绝缘栅双极晶体管和4个钳位二极管。本实用新型专利技术以IGBT为核心，能够快速补偿负荷所产生的谐波电流，抑制对电网的谐波污染，在补偿能力范围之内进行无功补偿以提高功率因数，抑制负荷侧产生的三相不平衡电流和零线电流，保障电力系统稳定、高效和优质地运行。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
高压动态无功补偿装置
本技术涉及一种输配电补偿装置，具体地说是一种高压动态无功补偿装置。
技术介绍
目前，为满足系统中特定负荷造成的无功快速波动场所的补偿需要，主要补偿设备为分级投切的电容器组和可实现无级可调的静止式无功补偿装置(StaticVarCompensator,简称SVC)。有级投切的电容器组，其补偿特性不平滑，补偿精度不高，无法适应负荷快速变化场合的无功补偿需求。SVC产品可有效地解决这一问题，它以响应速度快、技术相对成熟以及可靠性高得到广泛应用。现有的无功补偿主要有高压静态无功补偿装置(SVC)和磁控电抗器(MCR).但是，高压静态无功补偿装置不能实现无功补偿的动态调节，存在以下问题:(1)装置补偿容量不能连续可调的问题；(2)目前常规高压无功补偿装置的响应时间太长，长达数秒钟，不能满足在十几个ms内对无功进行补偿的要求；(3)目前的无功补偿装置只能补偿容性或感性无功，不能实现正负无功双向补偿的问题。磁控电抗器可以实现无功的容量的无级调节，但是响应时间长，且只能补偿感性无功，不能补偿容性无功。
技术实现思路
针对上述不足，本技术提供了一种高压动态无功补偿装置。本技术解决其技术问题采取的技术方案是:高压动态无功补偿装置，包括主电路和控制器，其特征是，所述主电路包括断路器、交流接触器、电抗器、真空开关、限流电阻和静止无功发生器；所述的断路器、交流接触器、电抗器和真空开关串联后与静止无功发生器连接，所述限流电阻与真空开关并联连接，所述静止无功发生器包括多组逆变器，所述多组逆变器串联连接组成多电平逆变器结构，所述三相之间的静止无功发生器采用星形接法连接；所述逆变器包括IGBT桥式逆变电路和RC阻容滤波电路，所述IGBT桥式逆变电路包括4个绝缘栅双极晶体管和4个钳位二极管，所述6个绝缘栅双极晶体管组成竖桥臂结构，所述4个钳位二极管与4个绝缘栅双极晶体管对应连接；所述RC阻容滤波电路包括2个电阻和2个电容，所述2个电阻和2个电容组成两个电阻电容并联电路的串联电路。进一步地，所述真空开关为接触器。进一步地，所述IGBT桥式逆变电路还包括3个吸收电容器。本技术的有益效果是:本技术以IGBT为核心，能够快速补偿负荷所产生的谐波电流，抑制对电网的谐波污染，在补偿能力范围之内进行无功补偿以提高功率因数，抑制负荷侧产生的三相不平衡电流和零线电流，保障电力系统稳定、高效和优质地运行。【附图说明】图1为本技术的电路原理图。【具体实施方式】为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本技术进行详细阐述。如图1所示，本技术的一种高压动态无功补偿装置，包括主电路和控制器，所述控制电路实时跟踪负荷变化，并控制主电路的投切来动态补偿无功功率。所述主电路包括断路器QF、交流接触器KMl、电抗器L1、真空开关、限流电阻和静止无功发生器，所述真空开关采用接触器KM2 ;所述的断路器QF、交流接触器KM1、电抗器LI和接触器KM2串联后与静止无功发生器连接，所述限流电阻包括与真空开关并联连接电阻Rl、R2和R3，所述静止无功发生器包括多组逆变器，所述多组逆变器串联连接组成多电平逆变器结构，所述三相之间的静止无功发生器采用星形接法连接。所述逆变器包括IGBT桥式逆变电路和RC阻容滤波电路，所述IGBT桥式逆变电路包括4个绝缘栅双极晶体管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)和4个甜位二极管，所述4个绝缘栅双极晶体管组成竖桥臂结构，所述4个钳位二极管与4个绝缘栅双极晶体管对应连接；所述RC阻容滤波电路包括2个电阻和2个电容，所述2个电阻和2个电容组成两个电阻电容并联电路的串联电路。所述IGBT桥式逆变电路还包括3个吸收电容器。本技术所述的控制电路包括电流互感器、A/D转换模块、DSP处理器和驱动电路，所述电流互感器通过A/D转换模块与可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器通过驱动电路分别与IGBT开关器件和接触器连接。其中，所述DSP处理器采用美国TI公司的高速TMS320F28X系列DSP芯片。本技术是以IGBT为核心的无功补偿装置将IGBT逆变桥通过电抗器等电子元件并联在电网上，通 过控制电路电流互感器检测负荷电流中的谐波分量、无功分量和不对称分量，控制IGBT逆变桥交流侧所输出的电流，使该IGBT桥式逆变电路迅速吸收或者发出所需要的补偿电流，实现对电能质量进行治理的目的。本技术与传统SVG、FC等无功补偿方式相比，本技术的SVG具有以下特占-^ \\\.1、IGBT桥式逆变电路采用英飞凌或三菱可关断器件(IGBT)模块，增强系统可靠性；2、控制电路采用美国TI公司高速TMS320F28X系列DSP芯片进行控制；3、动态相应速度快SVG具有IOms以内的快速输出无功特型，因而具有更好的补偿效果，对闪变有更好的抑制能力，而传统的SVC相应时间一般在60ms以上，FC的响应时间在Is以上；4、启动冲击小SVG部分采用自励方式启动，启动快速且可将冲击电流限制在很小的幅值；5、优异的谐波输出特型实现SVG功能时可以输出完美无低次谐波的无功电流(不含谐波，用于电网补偿)，也可能输出设定次数的谐波(用于负荷谐波)，即SVG的输出电流是完全可控的，完全满足用户的需要，而SVC、MCR等产生大量不可控的谐波电流，需附带与之配套的滤波支路来实现对自身产生谐波电流的滤除；6、补偿容量可以无级连续调节；7、高效SVG采用新型高压损耗IGBT功率器件，省去了变压器，具有较高的效率；8、同一套装置即可产生容性无功亦可感性无功，在容性和感性无功间快速切换。除本技术所述的结构外，其余均为现有技术。以上所述只是本技术的优选实施方式，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高压动态无功补偿装置，包括主电路和控制器，其特征是，所述主电路包括断路器、交流接触器、电抗器、真空开关、限流电阻和静止无功发生器；所述的断路器、交流接触器、电抗器和真空开关串联后与静止无功发生器连接，所述限流电阻与真空开关并联连接，所述静止无功发生器包括多组逆变器，所述多组逆变器串联连接组成多电平逆变器结构，所述三相之间的静止无功发生器采用星形接法连接；所述逆变器包括IGBT桥式逆变电路和RC阻容滤波电路，所述IGBT桥式逆变电路包括4个绝缘栅双极晶体管和4个钳位二极管，所述6个绝缘栅双极晶体管组成竖桥臂结构，所述4个钳位二极管与4个绝缘栅双极晶体管对应连接；所述RC阻容滤波电路包括2个电阻和2个电容，所述2个电阻和2个电容组成两个电阻电容并联电路的串联电路。

【技术特征摘要】
1.高压动态无功补偿装置，包括主电路和控制器，其特征是，所述主电路包括断路器、交流接触器、电抗器、真空开关、限流电阻和静止无功发生器；所述的断路器、交流接触器、电抗器和真空开关串联后与静止无功发生器连接，所述限流电阻与真空开关并联连接，所述静止无功发生器包括多组逆变器，所述多组逆变器串联连接组成多电平逆变器结构，所述三相之间的静止无功发生器采用星形接法连接；所述逆变器包括IGBT桥式逆变电路和RC阻容滤波电路，所述IGBT...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹逊景，崔学文，孙久军，张文，史鹏飞，魏文峰，葛海燕，
申请(专利权)人：国家电网公司，山东新科特电气有限公司，国网山东平阴县供电公司，
类型：新型
国别省市：北京;11