[實用新型]無功功率高精度靜止補償裝置

有效

• 申請號: 201320868992.0
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203674721U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 駱武寧;龍軍;海濤
• 申請（專利權）人: 廣西諾斯貝電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 上海君鐵泰知識產權代理事務所(普通合伙) 31274
• 代理人: 黃萍

技術領域

本實用新型涉及一種無功功率補償裝置，尤其是涉及一種無功功率高精度靜止補償裝置。

背景技術

在配電網中，電力發電機所發的無功功率和輸電線的功率常常不足以滿足網中大量的電機、變壓器、電抗器、熒光燈等感性負載的無功需求以及系統中無功的損耗，因而往往造成電網功率因數下降、電網系統利用率降低。為了減少有功損失和電壓降落、減少電力輸送中的損耗，更為了電網的安全、經濟、高效地運行，提高電力輸送的容量和質量，通常都要進行就近的無功功率補償或者調節。目前廣泛采用通過投切并聯電容器（組）的方式進行無功補償，其原理是先通過監測線路電壓與電流，計算功率因數；如果功率因數滯后則投入電容，如果功率因數超前則切除電容。

從綜合系統建設成本、運營管理成本及運行性能的角度考慮，無功功率補償技術的發展趨勢是在兼顧成本的基礎上，運行更可靠，無功功率調節更迅速、平滑、準確，補償更靈活、高效、快速、合理。

實用新型內容

本實用新型的目的，即在于提供一種性價比較高的無功功率高精度靜止補償裝置。

本實用新型無功功率高精度靜止補償裝置同樣是通過投切并聯電容器（組）的方式進行無功補償，具體包括有Ⅰ型補償電路、Ⅱ型補償電路、無級補償電路，以及信號檢測處理電路和控制電路；所述Ⅰ型補償電路與Ⅱ型補償電路，分別包括有一個由晶閘管開關與補償電容器串聯而得的電路，或包括有若干個相互并聯的由晶閘管開關與補償電容器串聯而得的電路；但所述Ⅱ型補償電路的補償容量是所述Ⅰ型補償電路的1.5-2.5倍；所述無級補償電路，包括有補償變壓器、移相電路；所述補償變壓器的次級繞組可移除地串接于接入母線與所述Ⅰ、Ⅱ型補償電路之間；補償變壓器的初級繞組接至所述移相電路的輸出端；所述移相電路設有移相角度控制端，該控制端與信號檢測處理電路的采樣數據輸出端相連。其中，所述晶閘管開關可采用復合開關替代；

上述無功功率高精度靜止補償裝置的無功功率補償原理及使用方法為：首先對接入母線上的負載側電壓、電流信號進行采樣；計算出負載側功率因數和無功功率缺額，推算出無功功率目標補償量；然后再根據該無功功率目標補償量，再以下述的方法選擇投切相應的電容補償電路：

（1）當配電網絡無功功率欠補時，先投入Ⅰ型補償電路；如仍欠補，則再投入Ⅱ型補償電路；

當配電網絡無功功率過補時，先切Ⅰ型補償電路；如仍過補，則再切Ⅱ型補償電路；

（2）當無功功率欠補額或過補額小于所述Ⅰ型補償電路的最小補償量時，再通過調節無級補償電路，直到配電網絡的功率因數或無功功率缺額進入設定值范圍內為止；具體的無級補償調節原理為：所述無級補償電路先結合檢測到的接入母線電壓（含其相位信息）、電流和Ⅰ、Ⅱ型補償電路投切的信息（如補償電容器投切狀態及相關電壓、電流等），以母線電壓相位作為參考相位，根據無功功率目標補償值計算出補償變壓器次級繞組兩端的目標電壓相位及其相位調整值；然后調整所述移相電路輸出電壓的相位，使所述補償變壓器次級繞組感應的電壓與接入母線電壓相量疊加后在補償電容器上獲得所需的目標電壓，同時產生所需的無功功率補償量。

由上述分析可知，該方案首先通過投切Ⅰ型補償電路（一次性或分段地）對配電網進行快速跟隨補償，如仍不足再行（一次性或分段地）投切Ⅱ型補償電路，這樣的每一步投切動作都會在配電網中體現為快速、有效、漸近準確（而非忽左忽右、波動極大式）的初步補償；然后，再通過無級補償電路，以調整無級補償電路中補償變壓器初級繞組兩端的電壓相位并進而調整補償電容器兩端電壓的方式，產生所需的無功功率補償量同時實現無級高精度無功功率補償。

上述方案中，所述移相電路可由本領域技術人員根據現有技術及在公知常識的基礎上，綜合考慮設計運營成本、個人喜好等后自行設計而得，例如用變頻器改造而得，也可以采用如下方案：包括有依序相連的整流電路、脈寬調制移相逆變電路、高頻變壓電路和濾波電路，用于輸出與母線同頻的正弦波移相電壓；其中，所述整流電路的輸入端與供電電源相連，所述濾波電路的輸出端與補償變壓器初級繞組的兩端相連；所述脈寬調制移相逆變電路設有移相角度控制端，該控制端與信號檢測處理電路的采樣數據輸出端相連。使用時，先對所述移相電路的輸入電源進行整流，然后進行脈寬調制移相逆變及高頻變壓、濾波后輸出與母線同頻的正弦波移相電壓，其移相值取為前述算出的補償變壓器次級繞組兩端的相位調整值。

根據本領域基礎常識，本實用新型無功功率高精度靜止補償裝置所述Ⅰ、Ⅱ型補償電路中所用的各補償電容器，可以是獨立電容，也可以是電容器組；采用電容器組時，所述電容器組采用Δ或Υ連接皆可。