[實用新型]一種低壓動態無功補償裝置

有效

• 申請號: 200820032974.8
• 申請日: 2008-03-17
• 公開（公告）號: CN201185347Y
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 張南林;夏華;郭智文;章學勝;申林;蔣為平
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司
• 代理人: 周宗如

技術領域

本實用新型涉及一種適用于供電電壓波形嚴重畸變、電壓波動大或負荷含有高次諧波的場合，諸如軋制金屬材料工廠的主軋機傳動系統和礦山豎井卷揚機傳動系統或具有類似負荷性質的直接配電低壓(≤1000V)母線上，進行諧波濾波和快速無功功率補償的動態無功補償裝置。

背景技術

接入交流電網(6kV，10kV，35kV電壓等級等)的工業負載，尤其是礦山豎井卷揚機傳動系統和軋制金屬材料工廠的軋機系統，其直流傳動裝置是普遍采用6相或12相變流器，傳動裝置變流器在工作過程中會產生6k±1或12k±1次諧波(k為正整數)，對電網產生污染。由于礦山豎井卷揚機起動時和軋機軋制時的無功沖擊引起的電壓波動會影響其他用電設備的正常工作，要消除電壓波動必須對無功功率進行補償。同時，變流器低功率因數需要補償無功功率。為了解決類似場合的諧波污染和無功功率補償問題，目前國內一般采用的是：

1、中國專利說明書：CN99109784.X描述的無觸點開關無功功率補償裝置，是TSR+FC方案。TSR是晶閘管控制電抗器TCR的一個特例，晶閘管要么全導通，要么全關閉。該裝置由電感和電容構成的某次諧波濾波器、相同規格的晶閘管反并聯構成的開關電感和電子控制電路組成，濾波器和開關電感并聯接入同一母線。該專利適用于供電電壓波形畸變嚴重或負荷含有豐富諧波的場合，可以應用10kV或更高電壓等級電網上。該專利能進行有級快速補償，提高功率因數；晶閘管反并聯構成的開關電感(TSR)，晶閘管要么全導通，要么全關閉。電流波形為正弦波，因此，自身不產生諧波。其缺點是當用于10kV及其以上的電力系統時，由于晶閘管自身的局限，晶閘管要串聯，一旦晶閘管串中的某個晶閘管被擊穿，全部系統電壓就加到其它幾只晶閘管上，造成其它晶閘管擊穿而引起晶閘管串擊穿。由晶閘管反并聯構成的開關電感(TSR)為系統提供的無功功率是有級可調。在負荷波動較小時，無功功率補償很難選擇，會造成開關電感投上欠補，切除又過補的現象發生。不能為電網提供連續可調的無功功率。目前，此技術方案應用于10kV及其以上的電力系統時會造成本增加，實施會造成一定的難度。

2、安裝靜止型動態無功補償裝置(SVC)，即TCR+FC方案。冶金工業負載通常是軋機或者是電弧爐，這種非線性負荷在生產過程中會產生大量的高次諧波經母線、變壓器流入電網和負載，造成諧波公害。中國專利說明書：CN02152793.8描述的用于補償工業負載無功功率消耗的方法和裝置就是這種方案(SVC)，它包括用于可控無功功率消耗的第一套補償裝置(TCR)和用于產生無功功率的第二套補償裝置(FC)，兩個裝置都同負載并聯到交流電網(6kV～35kV母線)上。第一套補償裝置(TCR)是晶閘管控制電抗，通常是以三角形接法相互連接的，第二套補償裝置包括用于多個相互并聯的濾波器。控制系統由電壓檢測裝置和電流檢測裝置以及控制裝置組成，控制裝置采樣電流電壓信號，經計算母線的無功功率后得到對應的移相控制角α來調節母線無功功率。該裝置能快速調節電網無功功率，提高電力系統的靜態和動態穩定性，改善電壓波動和電壓閃變。但是安裝這種靜止型動態無功補償裝置(SVC)的缺點是：控制系統復雜，晶閘管要串聯，一旦晶閘管串中的某個晶閘管被擊穿，全部系統電壓就加到其它幾只晶閘管上，造成其它晶閘管擊穿而引起晶閘管串擊穿，晶閘管控制電抗器本身是一個很大的諧波源。另外，安裝靜止型動態無功補償裝置(SVC)價格昂貴。

3、安裝一種如中國專利說明書：CN200620165010.1描述的動靜態組合式電力濾波裝置。它包括無源電力濾波裝置FC、分段式晶閘管控制電抗器和控制系統，其中FC接在變電站高壓母線上，其結構要點是：分段式晶閘管控制電抗器包括n-1/n個由晶閘管投切電抗器TSR和1/n個晶閘管控制電抗器TCR，并分別接在與母線并聯的整流變壓器低壓側。它在一定程度上克服了TSR+FC方案不能連續調節無功功率的不足，控制系統相對簡單，不需要晶閘管串聯以提高電壓等級，控制了投資成本，但由于FC接在變電站6kV～10kV母線上，不能就地進行無功補償和諧波濾波，同時過多采用TSR裝置使設備繁瑣且不能真正意義的連續調節無功功率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種低壓動態無功補償裝置，它不僅控制系統簡單可靠、成本低、而且能就地進行無功補償和諧波濾波，并能真正連續調節無功功率。