本发明专利技术是一种复合式调补装置电路结构，其特点是，包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接。具有功耗低、容量大、动态响应快、噪音小、方便安装和运维方便且性价比高等优点。并提供其控制方法。
The circuit structure and control method of a compound regulating and compensating device
【技术实现步骤摘要】
一种复合式调补装置电路结构及控制方法
本专利技术涉及无功补偿
，是一种复合式调补装置电路结构及控制方法。
技术介绍
通常情况下，配电系统中三相变压器接三相均衡对称负荷，系统处于对称运行状态，三相电流大小相等，且相邻相间的相位差相等。但实际上由于大量单相负荷的接入和用电的不同时性，导致三相负荷发生不对称变化，引起三相电流也发生不对称变化，造成三相电流的大小、相位各不相同，且相邻相间的相位差也不相等，因此系统中的电流便出现不对称，也称为三相电流不平衡。三相电流的不平衡会导致零线电流增大，进而会产生变压器的铁损和铜损大幅度增加，变压器的带载能力下降，绝缘老化加快，零线烧断、表计计量不准等问题。近年来，随着电力电子应用技术的快速发展，大量的非线性负荷接入电网，产生了大量的谐波和零线电流，同时加剧了不平衡现象。因此为治理三相电流不平衡和提高电能质量问题，本领域技术人员采用了以下几种技术措施。1.无源型调补装置由于电源侧三相电流的不对称是由三相负荷的不对称引起的，因此如果用无功元件构造一个相对于该不对称负荷的不对称的导纳网络，将之并接在三相电源后的负荷侧，让合成后的总负荷变为对称，则电源侧的不对称的三相输出电流就转变成平衡的三相电流了，不对称的补偿导纳网络构成原理如图1所示。三相电源的A相与零之间接有电阻R，在没有接入所有电容和电感之前，只有A相有电流，B、C相都没有电流，这是一个严重不平衡系统。为使A相电流平均分配到三相之间且每相功率因数都能补偿到1，采用如图1所示的方法来进行不平衡的调整和功率因数补偿：(1)，在A、B相之间接入电容C1的现象：从A相看：由于电容电流Ic1超前电容C1电压Uc90°。这时，在A相体现出垂直于A相电压的容性无功电流分量+Iqc1和与A相电压方向相反的负有功电流分量-Ipc。从B相看：同理，电容电流Ic1超前电容C1电压Uc90°。这时，在B相体现出垂直于B相电压的容性无功电流分量+Iqc1和与B相电压方向相同的正有功电流分量+Ipc。由此看出：在A、B相之间跨接的电容C1后，A相的部分有功电流被转移到了B相。如果恰当地选择电容C1，使之在A相的有功电流分量-Ipc是A相有功电流的1/3，这时，电容C1就会将A相的1/3有功电流转移到B相，即：与B相电压方向相同的正有功电流分量+Ipc。(2)A、C相之间接入电感L1的现象：从A相看：由于电感电流IL1滞后电感L1的电压UL90°。在A相体现出一个垂直于A相电压的感性无功电流分量-IqL1和与A相电压方向相反的负有功电流分量-IpL。从C相看：同理，电感电流IL1滞后电感L1的电压UL90°。在C相体现出一个垂直于C相电压的感性无功电流分量-IqL1和与C相电压方向相同的正有功电流分量+IpL。由此看出：在A、C相之间跨接电感L1后，A相的部分有功电流被转移到了C相。如果恰当地选择电容L1，使之在A相的有功电流分量-IpL是A相有功电流的1/3，这时，电容L1就会将A相的1/3有功电流转移到C相。通过上述分析看出：电容C1将A相的1/3有功电流转移到B相，电感L1又将A相的1/3有功电流转移到了C相。这时B相有1/3的有功电流，C相也有1/3的有功电流，A相也只剩下了1/3的有功电流。所以，三相有功电流完全平衡。(3)调整后的三相功率因数：A相功率因数：电容C1在A相的容性无功电流分量+Iqc1与电感L1在A相的感性无功分量-IqL1相互抵消。该相无功电流为零，功率因数为1。B相功率因数：在B相与零之间恰当地接入电感L2，使之在B相的感性无功电流分量-IqL2正好抵消该相容性无功电流分量+Iqc1。该相无功电流为零，功率因数为1。C相功率因数：在C相与零之间恰当地接入电容C2，使之在C相的容性无功电流分量+Iqc2正好抵消该相感性无功电流分量-IqL1。该相无功电流为零，功率因数为1。以上的分析表明：只要在相与相之间能够接入电容或电感，是完全可以达到在相与相之间的转移有功的目的。根据以上原理分析，在相间接入一个千乏的电容器，可以转移0.289千瓦的有功功率。对于380V的低压配电系统，换算成转移的有功电流约为0.76A。所以转移的有功电流的大小取决于接入相间电容器的大小和负载感性无功的多少。当实际的负荷相当于若干个电阻时，只要按照各个电阻的情况分别计算出补偿量，再按照迭加原理相加就可以了。如何解决装置中所需的电感，便成为装置构成的制约条件。实际负荷系统中存在着大量的感性负荷，装置可以将这些感性负荷看成等效电抗器，这样一来就巧妙的解决了装置所需的电抗器的难题。按上述方法，只要负荷系统有足够得感性无功，再接入足够的电容器，便可以达到有功平衡且无功补偿为零的效果。如果负中的感性无功不足，将导致装置转移有功电流能力不够。基于上述的技术原理，申请号：201420588376.4公开了本申请人吉林特纳普节能技术有限公司，于2014年10月13日申请的名称为：“模块式一体化电容器调补装置”，参见图2，是一种无源型电容器调补装置，这种模块式一体化电容器调补装置，包括人机接口控制模块、测控模块、电源模块、至少两个开关模块，每个开关模块的磁保持继电器与3只单相电容器相连，且与三相交流电源之间构成角形连接或星形连接，人机接口控制模块、测量模块、开关模块通过485现场总线互相连接；电源模块将交流电变为直流电源对人机接口控制模块、测控模块、开关模块供电；测控模块对外部输入的交流电压、电流信号进行数据采集和计算处理，并将计算处理结果通过485现场总线送给人机接口控制模块，人机接口控制模块根据测控模块送上来的数据进行分析计算,且给每个开关模块发出动作控制指令，开关模块控制磁保持继电器在触点两端电压为零时闭合和电流为零时断开，实现电容器组在三相各相间和相零间任意不等量投切，达到调整有功电流平衡同时补偿无功功率的目的。具有结构简单，可靠性高，并容易生产调试，便于维护，且能够按不同比例灵活分配角接组和星接组的数量实现所需要功能等优点，但这种模块式一体化电容器调偿装置运行过程中如果不串联电抗器会产生一定的谐波，且存在着调补精度低，速度慢，抑制谐波差等缺点，尚不能完全解决三相电流不平衡和更有效的提高电能质量的问题。2.静止无功发生器(SVG)，即有源型调补装置，也称三相不平衡补偿装置静止无功发生器(SVG)的基本原理是，将电压源型逆变器，经过电抗器并联在电网上。电压源型逆变器包含直流电容和逆变桥两个部分，其中逆变桥由可关断的半导体器件IGBT组成。工作中，通过调节逆变桥中IGBT器件的开关，可以控制直流逆变到交流的电压的幅值、波形和相位，因此，整个装置相当于一个调相电源。通过检测系统中所需的无功，可以快速发出大小相等、相位相反的无功，实现无功的就地平衡，保持系统实时高功率因数运行。图3为静止无功发生器(SVG)原理图，将系统看作一个无穷大电压源，SVG可以看作一个可控电压源，连接电抗器可以等效成一个线性阻抗元件。通过控制逆变器输出电压的相位、大小和波形，使得SVG可以进行补偿基波无功电流、调整三相不平衡电流，也可同时对谐波电流进行补偿，在中低压电能质量治理领域得到广泛应用。与无源式调补装置比较，其优点是：(1)静止无功发生器(SVG)是电流源型装置，主本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合式调补装置电路结构，其特征是，它包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接。
【技术特征摘要】
1.一种复合式调补装置电路结构，其特征是，它包括：静止无功发生器(SVG)和模块式一体化电容器调补装置(ITD)，静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接。2.根据权利要求1所述的一种复合式调补装置电路结构，其特征是，在所述静止无功发生器(SVG)电源连接线上串接永磁式接触器KM，通过模块式一体化电容器调补装置(ITD)控制永磁式接触器KM闭合或断开静止无功发生器(SVG)电源使其投入或退出运行。3.一种复合式调补装置的控制方法，其特征是，它包括以下内容：1)采用静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)并列安在装在负荷前端，装在网侧的电流互感器的二次电流串联经过静止无功发生器(SVG)与模块式一体化电容器调补装置(ITD)，在静止无功发生器(SVG)出线端装有一组电流互感器，所述互感器的二次线与网侧电流互感器二次侧反向并联连接，对网侧电流和静止无功发生器(SVG)电流进行矢量叠加，消除流过静止无功发生器(SVG)、模块式一体化电容器调补装置(ITD)的测量电流中的SVG电流分量影响，对静止无功发生器(SVG)输出电流影响成分，即将静止无功发生器(SVG)输出电流的分...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋轩，
申请(专利权)人：吉林特纳普节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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