[發(fā)明專利]靜態(tài)無功補償器設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880014892.3
• 申請日: 2008-05-12
• 公開（公告）號: CN101675569A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設計）人: L·安格奎斯特;L·保爾森;A·彼得森;B·索德瓦爾德森
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華;龐淑敏

技術領域

本發(fā)明總體上涉及靜態(tài)無功補償器設備，且更具體而言涉及如 何將靜態(tài)無功補償器設備連接到輸電網(wǎng)。

背景技術

并聯(lián)補償器使用在高壓網(wǎng)絡中以補償過量的無功功率損耗或生 成。晶閘管經常用于允許在每個周期基礎上對這種并聯(lián)補償器的交 換無功功率的控制。

傳統(tǒng)的并聯(lián)補償器連接方式可以在圖1看出。接口變壓器101 使用在輸電網(wǎng)102和晶閘管控制/切換的無功功率元件之間，以將輸 電系統(tǒng)的額定高電壓調適到10-30kV范圍內的較低電壓，其中晶閘 管控制電抗器(TCR)103、晶閘管切換電抗器(TSR)103和/或 晶閘管切換電容器(TSC)104連接到此較低電壓。典型地，并聯(lián) 組和/或諧波濾波器105也將連接到同一低電壓母線。

然而，現(xiàn)有技術的連接在下述性能方面存在一些缺陷，例如在 高電容性供電或者在高電網(wǎng)電壓時的變壓器飽和、變壓器內的無功 功率損耗以及過量的額定次級電流和非常大的短路電流。

因此，鑒于現(xiàn)有技術，需要改善并聯(lián)補償器的使用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個目的是簡化與靜態(tài)無功補償器有關的布置。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種單相靜態(tài)無功補償器設備。該設備包括 補償器串，該補償器串包括串聯(lián)連接到晶閘管閥的第一靜態(tài)無功補 償器。補償器串布置成在其第一端連接到額定電壓超過69kV的輸 電網(wǎng)的一個相。此外，晶閘管閥包括串聯(lián)連接的多個晶閘管。補償 器串包括并聯(lián)連接到所述晶閘管閥的電容器，以及補償器串布置成 以電流方式(galvanically)直接連接到輸電網(wǎng)。

通過將補償器串直接連接到輸電網(wǎng)或電網(wǎng)，變壓器被略去。這 是通過包括電容器來實現(xiàn)的，該電容器提供針對電壓電涌例如針對 雷擊的保護。電容器可以并聯(lián)連接到整個晶閘管閥，或者晶閘管閥 的每個晶閘管可具有并聯(lián)連接的相應電容器。不采用變壓器，這提 供了諸多優(yōu)點，例如沒有來自變壓器的聲學噪聲，以及無需含油布 置的更加環(huán)保的無油安裝。此外，現(xiàn)場土建工程得以簡化。可以避 免與變壓器相關的其它缺點，例如需要沉重變壓器運輸、變壓器長 的交貨時間、損壞之后長的維修時間、高的成本(這可能隨時間增 加)并且由于變壓器額定值，補償器的升級(就增加無功范圍而言) 是困難的。

在此上下文中，晶閘管閥應解釋為串聯(lián)連接的多個晶閘管。

補償器串的第一靜態(tài)無功補償器可以布置成直接連接到輸電 網(wǎng)。

晶閘管閥可包括一百個串聯(lián)連接的晶閘管。

晶閘管閥可包括雙向控制晶閘管。

第一靜態(tài)無功補償器可包括電感器。

補償器串可進一步包括第二靜態(tài)無功補償器，以及晶閘管閥在 其第一端可連接到第一靜態(tài)無功補償器且晶閘管閥在其第二端可連 接到第二靜態(tài)無功補償器的第一端。

第二靜態(tài)無功補償器可包括電感器。

第二靜態(tài)無功補償器可包括電容器。

本發(fā)明的第二方面涉及一種三相靜態(tài)無功補償器設備，其包括 三個根據(jù)第一方面的單相設備，其中每個單相設備布置成連接到三 相輸電網(wǎng)的相應一個相。

補償器串可布置成在其第一端連接到相應相且在其第二端連接 到與該相應相不同的相關聯(lián)的輸電網(wǎng)，由此形成三角形(delta)連 接。

補償器串可布置成在其第一端連接到相應相且在其第二端連接 到中性點，由此形成星形(wye)連接。星形連接內的半導體器件的 數(shù)目顯著低于如若三角形連接被用于整個輸電網(wǎng)電壓時的數(shù)目。

中性點可以連接到輸電網(wǎng)。

可以使用來自連接到三個相應相的Z變壓器的人造中性 (neutral)來提供該中性。

本發(fā)明的第三方面涉及一種三相靜態(tài)無功補償器設備，其包括： 兩個根據(jù)第一方面的單相設備，其中兩個單相設備的每一個布置成 在其相應第一端連接到三相輸電網(wǎng)的兩個相中的相應一個相；以及 靜態(tài)無功補償器，其布置成在其第一端連接到三相輸電網(wǎng)的第三相。 兩個單相設備的第二端均直接連接到第三靜態(tài)無功補償器的第二 端。

本發(fā)明的第四方面涉及一種單相靜態(tài)無功補償器設備，其包括 補償器串，該補償器串包括串聯(lián)連接到晶閘管閥的第一靜態(tài)無功補 償器。補償器串布置成在其第一端連接到額定電壓超過69kV的輸 電網(wǎng)的一個相。晶閘管閥包括串聯(lián)連接的多個晶閘管，補償器串包 括并聯(lián)連接到晶閘管閥的電容器，且補償器串包括布置成將補償器 串以電流方式連接到輸電網(wǎng)的自耦變壓器。