[實用新型]一種靜止調壓式無功補償裝置

有效

• 申請號: 201320548935.4
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN203445622U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 郭春雨;瞿文慧
• 申請（專利權）人: 北京英博新能源有限公司;北京英博電氣股份有限公司;廊坊英博電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術領域

本實用新型涉及一種靜止調壓式無功補償裝置，應用于電力系統中的無功補償環節，特別適用于中低壓靜止無功補償裝置。?

背景技術

靜態無功補償裝置目前已經大量應用于中低壓電力系統，主流的技術包含TSC（晶閘管投切電容器）、TCR（晶閘管控制電抗器）、SVG（無功發生器）等，其中TSC的成本較低，補償容量可以做得比較大，但單個電容支路的容量都是固定的，只能分級投切，且暫態過程會持續十多個周波，導致其響應速度不會很快；TCR技術則直接控制電抗器，響應速度很快，且可以做到連續調節，但其直接產生的是感性無功，而電力系統在負荷狀態下一般需要的是容性無功，因此只能和固定電容支路搭配使用；SVG在技術上可以做到產生連續調節的感性無功和容性無功，響應速度也很快，但其技術體系較復雜，控制系統成本較高，且直流側電容、網側電抗器的體積、容量較大，導致設備所占體積較大。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種靜態調壓式的無功補償裝置的方案，一方面克服傳統無功補償裝置以斷路器觸點、分接開關等機械開關元件進行無功補償所帶來的響應速度慢、觸點易損的缺陷，另一方面克服當前主流的靜態無功補償技術所面臨的的體積大、控制體系復雜的缺陷，使其具備響應速度高、靜態調節、技術簡單的優點。?

本實用新型的技術方案如下：一種靜止調壓式無功補償裝置，包含至少一個交流調壓補償橋堆和至少一組無功負載，其特征在于：?

所述交流調壓補償橋堆至少包含一個交流斬波橋單元，各斬波橋單元相互串聯，所述斬波橋單元包含四只全控型半導體開關元件和輸入側LC濾波器、輸出側LC濾波器，其中兩只開關元件反向串聯構成上橋臂，另外兩只開關元件反向串聯構成下橋臂，上橋臂和下橋臂?連接起來，其兩端與輸入側LC濾波器并聯，所述輸出側LC濾波器跨接在所述下橋臂兩端；?

所述無功負載連接在輸出側LC濾波器的輸出端。?

進一步的，所述全控型半導體開關元件為絕緣柵雙極晶體管或場效應管。?

進一步的，所述無功負載為一組無功補償電容或電抗器或其組合；參與組合的各負載通過開關進行投切。?

本實用新型的有益效果在于：?

1)交流斬波橋單元利用全控型半導體開關元件的高速開關，通過固定占空比的控制，使輸出電壓在0-100%范圍內可平滑調節；因此連接在交流斬波橋輸出側LC濾波器輸出端的無功負載的無功功率就能夠隨著電壓在0-100%范圍內調節，具備了無極平滑調節的優點；?

2）交流斬波橋為純固態器件，不存在機械觸點，因此是靜態的調壓，運行可靠性高、噪聲低，可維護性好；?

3）交流斬波橋的開關速度塊，可實現高速動態響應，響應速度和當前的SVG系統相當，明顯優于TSC和TCR系統；?

4）對無功功率的控制只需要落實到交流斬波橋的占空比控制上，和SVG系統的正弦脈沖寬度調制相比，大大簡化，控制系統的復雜度降低，成本低廉，可靠性提高。?

5）交流斬波橋單元和無功負載組合起來可作為基本單元進行串并聯，很容易實現高壓、大容量的無功補償。?

6）無功負載只需要達到系統所需的額定容量即可，而SVG系統需要大容量的直流側電容，設備體積可以減小。?

附圖說明

圖1：本實用新型的總體方案示意圖。?

圖2：本實用新型的斬波橋單元具體實現方式。?

圖3：本實用新型的組合式無功負載具體實現方式。?

圖4：本實用新型構成的低壓三相靜止調壓式無功補償裝置。?

圖5：本實用新型構成的中壓三相靜止調壓式無功補償裝置。?

具體實施方式

傳統的機械觸點調壓調容的無功補償裝置雖然可以根據電力系統的需要注入一定的無功能量，但因為機械觸點的存在而降低了系統的可靠性和響應速度。當前的SVG系統使用絕緣柵雙極晶體管作為開關元件，雖然可以高速開關產生平滑的正弦波，并在此基礎上產生任意所需的無功能量形式，但也正因為需要產生高速且精準的正弦脈沖寬度調制波形而導致其技術體系復雜。如果將此兩種技術的一些因素結合起來，利用絕緣柵雙極晶體管產生電壓連續可調的調壓器，而利用電容器、電抗器作為無功負載，那么就可以使負載的無功成分連續可調，而設備本身作為一個近似理想的調壓器，能夠將這個無功成分轉換到網側，這就成為一個靜止調壓的無功補償裝置。?

以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式：?