[發明專利]一種無功補償裝置

無效

• 申請號: 201110181028.6
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102856913A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 姚建歆;徐劍;顧臨峰;張燕雯;曹揚;金琪;潘瑾;朱真;鄭季偉;梅彥;張小越;仲雋偉;馬曉杰
• 申請（專利權）人: 上海市電力公司;上海中區節電科技有限公司;上海榮靈網絡科技有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

技術領域

本發明涉及一種無功補償裝置。

背景技術

目前，電力系統中的大多數負荷消耗無功功率，如果供電線路中存在大量無功功率流動，會造成大量能量損耗。因此無功補償是電力系統節能降耗的必要措施，目前在無功負荷中感性負荷占絕大部分，且這些負荷對無功的需求不斷變化，所以在實際應用中無功補償裝置的主要任務是提供連續可調的容性無功。

隨著電力電子技術的發展，晶閘管控制電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(TSC)形式的靜止補償器(SVC)得到了廣泛的應用。其具有無機械磨損、響應速度較快等優點，但TCR會產生低次諧波，需要額外的濾波器，TSC是分級控制的，不能連續調節。要提供連續可調的容性無功需要采取TCR+固定電容器(FC)或TCR+TSC的形式。有文檔提出一種利用自關斷器件的脈寬調制(PWM)型SVC，通過控制開關的占空比來調節電抗器的等效電抗，與TCR相比產生諧波小，響應速度快，但同樣需與FC和TSC配合才能實現容性無功連續調節。而這種通過連續調節感性無功來抵消容性無功的連續調節方式，降低了補償元件的利用率，增加了損耗。雖然，近年來提出的基于電壓型或電流型橋式變流結構的靜止無功補償器STATCOM具有比較理想的補償特性，但這種補償器的控制要比前述的SVC復雜得多。因此，如何簡單、快速地實現容性無功連續調節，便成為業內人士亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種無功補償裝置，它能連續調節補償電容上的電壓，實現容性無功的連續調節。

實現上述目的的技術方案是：

一種無功補償裝置，它連接市電和負載，包括一綜合控制器、與所述綜合控制器分別連接的一斬波控制模塊和一電容器組控制電路，其中：

所述電容器組控制電路包括一連接所述市電的多級開關、若干分別與該多級開關串聯的串聯支路，每個串聯支路包括依次串聯的一保護電阻組、一功率因數控制器連接接觸器的組合、一電抗器組和一無功補償電容器組；

所述綜合控制器通過一雙繞組變壓器組連接所述市電，對交流電流、交流電壓采集計算，通過控制策略生成PWM波形，發送指令給所述斬波控制模塊，所述綜合控制器連接并發送控制指令給所述功率因數控制器；

所述斬波控制模塊連接所述市電，接收所述綜合控制器的指令，確定PWM控制的精度和速度。

上述的無功補償裝置，其中，所述保護電阻組為三個并列的保護電阻，所述電抗器組為三個并列的電抗器。

上述的無功補償裝置，其中，所述無功補償電容器組由兩個三角形組成，每個三角形的三條邊上分別置有一電容，且其三個頂點分別與同一串聯支路上的所述電抗器組的三個電抗器連接。

上述的無功補償裝置，其中，所述功率因數控制器接收所述綜合控制器的控制指令，控制所述接觸器，實現所述無功補償電容器組的投切。

上述的無功補償裝置，其中，所述綜合控制器同時也直接連接所述市電。

本發明的有益效果是：本發明能連續調節補償電容上的電壓，實現容性無功的連續調節；同時，它具有不產生低次諧波，且控制簡單，易于實現的特點。

附圖說明

圖1是本發明的無功補償裝置的系統結構圖；

圖2是本發明的綜合控制器的結構模塊圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步說明。

請參閱圖1并結合圖2，本發明的一種無功補償裝置，它通過10KV/0.4KV變壓器連接市電，包括綜合控制器1、與綜合控制器1分別連接的斬波控制模塊2和電容器組控制電路3，其中：

電容器組控制電路3包括一連接市電的多級開關K、若干分別與多級開關K串聯的串聯支路，串聯支路的總數為m(m為自然數)，每個串聯支路相同，第n個串聯支路包括依次串聯的一保護電阻組Rn(其中n為自然數，1≤n≤m；代表第n條支路，下同)、一功率因數控制器Bn連接接觸器Zn的組合、一電抗器組Ln和一無功補償電容器組Cn；

綜合控制器1直接連接市電，同時也通過一雙繞組變壓器組T連接市電。本實施例中，綜合控制器1除核心控制元件采用美國德州儀器(TI)公司的型號為TMS320F28335的DSP芯片11以外，還包括有與DSP芯片11連接的脈寬調制(PWM)模塊12、信號采集模塊13、A/D轉換器14、串行通信接口15等其他部分。綜合控制器1根據對交流電流、交流電壓的采集計算，并通過控制策略生成PWM波形，實現對斬波控制模塊2的控制。