一种基于ＩＧＢＴ的兆乏级链式静止同步补偿器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于ＩＧＢＴ的兆乏级链式静止同步补偿器，该补偿器包括启动及控制柜和三个相同的换流链功率柜，所述的启动及控制柜内设有一屏蔽板将启动及控制柜前后分为安装高压电器的高压室和安装低压控制电器的低压室，所述高压电器与低压控制电器之间设有安全的绝缘距离；所述的每个换流链功率柜自上而下分为六层，相邻层之间设有绝缘框架，每层的底绝缘框架上设有两个链节单元，各段散热风道段的侧壁散热部件上安装有两个链节单元的功率ＩＧＢＴ器件和均压ＩＧＢＴ器件，各段散热风道段自上而下串联为整体散热风道，整体散热风道的端口设有风机。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于IGBT的兆乏级链式静止同步补偿器，特别涉及一种兆 乏级链式静止同步补偿器的结构设计。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，一方面，造成电能质量问题的因素不断增长，如以电力 电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等；另一方面，各种复杂 的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越 高。上述问题的矛盾越来越突出，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害 和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大，电能质量直接关系到国民经济的总体效.、 对供电质量及可靠性的要求日益提高是和用户的工艺过程水平的发展相联系的， 近代科技进步又促进生产过程的自动化和智能化，对电能质量提出了更高更新的要求。一 个计算中心失去电源2s就可能破坏几十小时的数据处理结果而造成上百万元的经济损 失。在大型机器制造厂，O. ls的电压突降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。当今自 动化设备控制的连续精加工生产线，它们对配电系统中的干扰异常敏感，几分之一秒的不 正常供电就可能在工厂内部造成混乱，其损失是难以估量的。这些用户对不合格电力的容 许度可严格到只有1 2周波。现代化的商贸中心、银行、医院也是如此。谐波的严重危 害和所造成的损失经常被人们所提及，而无人值守变电站中计算机系统突然出现的死机现 象，大多属于电能质量问题。 目前城市和农村配网存在低功率因数和谐波污染问题。大量无功电流在电网中的 流动会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落严重。谐波污染则会使用电设 备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波对公用电 网和其他系统的危害大致由以下几个方面1.谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波 损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线时会使线路过热甚 至发生火灾。2.影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还 会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、 绝缘老化、寿命縮短，以致损坏。3.谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从 而使谐波放大，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。4.谐波会导致继电保护和自动 装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。5.谐波对临近的通信系统产生干扰，轻 者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 如何提高和保证电能质量，已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之 随着我国"西电东送"战略的实施和互联电网规模的扩大，电压稳定问题尤为突 出。珠三角及长三角形成的超大型负荷中心存在的主要问题是动态无功支撑日益不足。近 二十年来，世界各地由电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故，在我国电压崩溃事故也多次发生。采用静止同步补偿器(STATC0M)是解决这些问题的最有效措施之一，它在解 决电网稳定性以及配电电能质量等问题中发挥了相当重要的作用，是目前各国普遍采用的 先进实用技术。 近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的 〃 治本 〃 途径。对于 稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决；但对于动态电能质量问题，依靠传统 的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决，因为诸如电压跌落、浪涌、电压脉冲与 瞬时供电中断这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快，并且有的电能质量问题还伴 随着部分甚至全部的有功损失等情形。 在电力系统中，为了控制母线电压使之合乎安全、经济运行的要求，经常需要在某 些母线上投入无功补偿。以往常用的手段有机械投入的并联电容器、调相机以及静止无功 补偿器SVC等几种。但它们都存在着一些问题，如最常见的并联电容器运行不便、在系统电 压降低时不能有效地提供无功支持、调相机的设备和运行成本较高、SVC占地面积大和电压 降低时补偿效果差以及运行成本高等缺点。 STATCOM较好的解决了这些问题。与以上几种设备不同，它不需要庞大且昂贵的无 源器件__电容、电感，也不需要旋转电机，占地面积小，其动态响应速度相当快；其工作范 围很宽，容性或感性补偿都很容易实现；它受系统电压变化的影响比较小，可以在系统故障 情况下提供有力的无功支持。 传统的无功补偿是通过储能来实现的，如并联电容器产生超前(容性)无功功率，并联电抗器产生滞后(感性)无功功率。然而在STATCOM中并不是这样，直流电容和连接电感不起储能作用，而是通过控制每个桥臂上开关元件的导通角使瞬时无功功率在三相间循环，从而达到改变注入系统无功功率的目的。在输电系统中，STATC0M通过快速的向系统提供或吸收无功电流，可以维持受端电压，增强系统电压稳定性，提高系统的负荷能力，或支撑输电系统关键节点的电压，提高系统稳定极限和输电线路的运行极限。 作为FACTS(基于电力电子技术的灵活交流输电系统)技术与配电系统应用的延伸-DFACTS技术已成为改善电能质量的有力工具，该技术的核心器件IGBT，它比GT0具有更快的开关频率，并且关断容量已达到一定规模，因此DFACTS装置具有更快的响应特性。目前DFACTS装置主要有动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止同步补偿器(D-STATC0M)、固态切换开关(SSTS)等。 STATC0M在SVC装置基础上，克服了由于呈恒阻抗特性，使得在电压低时，无法提 供所需的无功支持，应付突发事件的能力较弱；而且占地面积大，过多的SVC易引发系统振 荡的弊端，STATCOM的无功电流输出可在很大电压变化范围内恒定，在电压低时仍能提供 较强的无功支撑，并且可从感性到容性全范围内连续调节，使得其无功输出相当于同容量 SVC的1. 4 2倍；因STATCOM的灵活调压，还可以大大减少变压器分接头的切换次数，从而 减少分接头故障次数。另外，STATCOM还可以抑制电压闪变，提高系统暂态稳定水平，结 合我国的国情和已有的技术，发展STATCOM应是解决我国电压稳定问题的有效手段，并且 也是DFACTS技术发展的主要方向。 链式IGBT阀是STATCOM装置与系统交换有功功率和无功功率的环节，阀体主要由 6个连接电抗和12个串联的链节(LINK)组成。STATCOM装置中的组成核心是其链节单元， 每个链节单元都是一个大功率的逆变器。链节为单相H桥电压型逆变单元，是STATC0M装置主电路的核心部分，链节在运行时相当于一个电压相位和幅值均可调节的交流电源。见 图l(a)和图l(b)。 链式STATCOM是近年来逐渐得到关注的新型无功补偿装置，采用IGBT器件的链式 设计技术尚不成熟，国内外尚未见到成熟的结构布局技术方案。基于IGBT的兆乏级链式链 式静止同步补偿器结构设计存在如下技术难点l)链式静止同步补偿器的控制部分和启动 及开关单元布置方式；2)链式静止同步补偿器的IGBT阀单元布置方式；3)阀体的紧凑布置 和集中风冷散热；4)阀体缓冲电抗器的分布安装方式。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种布局合理、结构紧凑、工作可靠、稳定性高的基于IGBT的兆乏级链式静止同步补偿器，主要用来解决链式静止同步补偿器结构设计存在的链式静止同步补偿器控制部分和启动及开关单元的布置、链式静止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＩＧＢＴ的兆乏级链式静止同步补偿器，其特征在于：该补偿器包括启动及控制柜和三个相同的换流链功率柜，所述的启动及控制柜内设有一屏蔽板将启动及控制柜前后分为安装高压电器的高压室和安装低压控制电器的低压室，所述高压电器与低压控制电器之间设有安全的绝缘距离；所述的每个换流链功率柜自上而下分为六层，相邻层之间设有绝缘框架，每层的底绝缘框架上设有两个链节单元及其对应的直流电容和均压放电电阻、该层的缓冲电抗器及取能电压互感器，每层的顶底绝缘框架之间设有散热风道段，各段散热风道段的侧壁散热部件上安装有两个链节单元的功率ＩＧＢＴ器件和均压ＩＧＢＴ器件，各段散热风道段自上而下串联为整体散热风道，整体散热风道的端口设有风机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李正力，邸思忠，吕劲松，于文杰，张建兴，陈天锦，张东江，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]