[發明專利]MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置及軟啟動和動態無功補償方法

無效

• 申請號: 201110300949.X
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN102354994A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 林永;魏帥
• 申請（專利權）人: 國船電氣（武漢）有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02P1/58
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 宋國榮

技術領域

本發明涉及MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置及軟啟動和動態無功補償方法，屬于高壓電機軟啟動和電網無功補償技術領域，特別適用于電力、冶金、礦山、油田高壓電機軟啟動和電網無功補償。

背景技術

交流電機應用廣泛。在大部分場合，電機不需要調速，但高壓大容量電機啟動對電網沖擊很大，造成電壓波動，其他設備欠壓，運行不良影響生產；對電機沖擊大，造成部件老化甚至損壞，縮短電機使用壽命；對機械傳動部件聯軸器、齒輪箱皮帶及被驅動負載沖擊大，導致這些部件使用壽命縮短。

目前，常見的高壓異步電機啟動方法：定子回路串聯電抗器、液態電阻、普通飽和電抗器、可控硅等。串聯電抗器為分級啟動，啟動性能差，旋轉損失大，有二次沖擊，噪聲大；液態電阻占地面積大，維護量大，能耗較高，啟動性能固定，無法調節，且啟動特性跟環境溫度息息相關，對環境溫度十分敏感；普通飽和電抗器控制性能遇有電抗器，其電抗器具有較寬的調節范圍，可以克服串聯電抗器啟動存在的問題，可靠性能高，大啟動噪聲大，可達80-90dB，甚至更高，而且需要提供大容量體積的啟動輔助電源設備。由于勵磁回路與主回路分開，在短時工作的啟動場合，有一定的安全隱患；串聯可控硅實現電機端電壓的調節達到軟啟動的目的，理論上講是理想的啟動方式，但是在高壓場合，由于需要高壓可控硅，可靠性能不易得到保證，維護量大，價格高。

電力系統無功平衡對提高全網經濟效益和改善供電質量至關重要，隨著大功率有源器件及控制技術的發展，使得瞬時性的無功補償得以實現，電能質量得到很好的改善。SVC以作為成熟性產品近年在國際國內供電、用電中得到推廣。

目前，SVC動態無功補償主要有兩種：一種是TCR相控電抗器SVC，其特點是響應快，技術成熟，但無法擺脫姿勢難以克服的固有缺陷：可靠穩定性不高、維護量大；設備復雜、造價高；體積龐大、增加占地面積、建設費用高。一種是MCR磁控電抗器SVC，其特點：噪聲小、諧波小、損耗低；響應速度快、運行安全、壽命長、免維護；占地面積小。

發明內容

本發明的目的是提供一種啟動性能高、可靠性能好、對環境的適應能力強、體積小、噪聲低、占地面積小、成本低、利用率高、無需要輔助勵磁電源的可實現多臺電機的啟動切換的MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置及軟啟動和動態無功補償方法。

為實現本發明目的，本發明通過以下技術方案實現MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置：

一種MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置，它由一個MCR支路和一個FC支路及控制系統組成；MCR支路包括MCR可控電抗器，磁控單元，和啟動切換回路，及運行切換回路；所述MCR可控電抗器與啟動切換回路及電機M串聯連接，并聯連接于電網系統母線；運行切換回路并聯旁路連接在電網系統母線和啟動切換回路之間；磁控單元可控硅連接MCR可控電抗器自偶繞組抽頭；所述控制系統與磁控單元光纖信號連接控制，該控制系統還與啟動切換回路、運行切換回路連接控制切換回路的開關狀態；所述控制系統連接電網系統母線的PT、CT采集系統數據進行控制計算。

在上述方案基礎上進一步的技術方案是：

所述的MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置，其啟動切換回路是一個開關切換回路，由開關組組成，分別啟動一個或多個電機；電機M啟動主回路上分別在MCR可控電抗器兩端串聯的開關K1和開關K2，其中：開關K1連接MCR可控電抗器和電網系統母線，開關K2連接MCR可控電抗器和電機M；運行切換回路也是一個開關切換回路，電機M運行主回路上開關K3并聯旁路連接在電網系統母線和K2之間；每一個電機M對應啟動開關K2和運行開關K3。

所述的MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置，其磁控單元包括光電接口電路，觸發脈沖電路，驅動放大電路和可控硅組成，光電接口電路接收到控制系統的光信號后，經過光電轉換、觸發脈沖電路、信號整形放大形成可控硅導通角的觸發脈沖，對可控硅的導通狀態進行移相控制，動態調節MCR可控電抗器的電流，實現電機M的軟啟動和電網系統母線下的感性無功調節進行無功補償。

所述的MCR軟啟動和SVC動態無功補償裝置，其啟動切換回路開關組分別啟動3個電機：M1和電機M2及電機M3，其中：對應電機M1的是開關K2.1，對應電機M2的是開關K2.2，對應電機M3的是開關K2.3；電機M1和電機M2及電機M3的運行切換回路的開關分別是開關K3.1，開關K3.2和開關K3.3。