[實用新型]靜止無功發生器

有效

• 申請號: 201420457119.7
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN204068276U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 林道飛;金良贊;林婷婷;林詣凱;楊迪芬
• 申請（專利權）人: 信元瑞電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;H02J3/26
• 代理公司: 深圳市港灣知識產權代理有限公司 44258
• 代理人: 柴向榮

技術領域

本實用新型涉及一種無功補償裝置,更具體地說，它涉及一種靜止發生器。

背景技術

靜止無功發生器，英文描述為：Static?Var?Generator，簡稱為SVG。又稱高壓動態無功補償發生裝置，或靜止同步補償器。是指由自換相的電力半導體橋式變流器來進行動態無功補償的裝置。SVG是目前無功功率控制領域內的最佳方案。相對于傳統的調相機、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統SVC等方式，SVG有著無可比擬的優勢。

三相不平衡是電能質量的重要表征量之一。不平衡電流影響變壓器的不對稱運行，造成變壓器損耗增加，嚴重時將損壞變壓器。不平衡電流在中性線上產生較大的電流損耗，影響線路的傳輸效率，同時無功功率的遠距離傳輸將使得線路損耗擴大，嚴重影響輸電效率。無功功率及不平衡電流都影響線路的傳輸容量，不利于電力網絡的運行。針對三相系統中的不平衡問題，電力系統常常采用中心線諧振方式抑制不平衡電流，該方法的特點是結構簡單，成本較低，但易產生諧振過電壓，危害電力網絡的安全。而在無功補償方面的應用較多，常見的有并聯電容器補償，晶閘管控制電抗器補償（TCR）等。并聯電容器補償成本最低，但補償需階梯實現，不能實現實時補償。TCR成本相對較高，但補償過程中會產生諧波電流，影響電能質量。隨著電力電子技術的發展，IGBT等可控器件成本越來越低，全控型補償電路逐步應用在工業生產中，人們需要一種能更有效解決三相系統中的不平衡問題的靜止無功發生器。

目前，市場上的靜止無功發生器，包括主回路和控制器，所述主回路包括負載側電壓互感器和依次串聯的接觸器、低壓開關、負載側電流互感器、LC濾波模塊、IGBT輸出電流互感器和IGBT功率單元。控制器分別通過負載側電流互感器、負載側電壓互感器和IGBT側電流互感器獲取負載側電流信號、負載側電壓信號和IGBT側電流信號，并計算出待補償無功電流，生成控制信號輸出至低壓開關和IGBT功率模塊，IGBT功率模塊三相輸出端輸出無功補償電流，經LC濾波模塊后注入三相交流電網。這種靜止無功發生器，其IGBT功率模塊一般采用三相三橋臂逆變電路，其一般采用3個橋臂組成的拓撲結構，為了滿足給不對稱負載供電的要求,輸出必須具有中線端,即三相四線輸出。常用方案有：一、直流輸入端并聯2個等值電容,電容中點作為三相輸出的中線端,該法易實現,但直流電壓的利用率低；二、在三相輸出端加入1個自耦變壓器,用該變壓器形成中點,但變壓器增加了系統的體積和重量。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種對直流電壓利用率高且系統體積小的靜止無功發生器。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種靜止無功發生器，包括直流輸入端、IGBT功率模塊和三相輸出端，所述IGBT功率模塊包括三相四橋臂逆變電路，所述三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯，所述三相四橋臂逆變電路包括并聯的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點分別連接至三相輸出端，所述中線橋臂的中間節點通過三條中線支路連接至三相輸出端。

通過采用上述技術方案，三相四橋臂逆變電路相當于在以往的三相三線逆變電路的基礎上增加一個橋臂對其直接控制，產生中性點電壓，并提供中性點電流流經通路，使得三相四橋臂逆變電路可以產生三個獨立的電壓，從而有能力在不平衡和非線性負載時維持三相輸出電壓的對稱，簡單的拓撲結構加之合理的控制策略，即不存在對直流電壓利用率低的問題，且系統體積小，工作可靠。

本實用新型進一步設置為：所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點與相應的三相輸出端之間均串聯有交流濾波電感，所述三條中線支路與三相輸出端之間均串聯有交流濾波電容。

通過采用上述技術方案，由交流濾波電感和交流濾波電容構成交流濾波電路，阻擋并短路超過本身頻率的或外來的高頻交流干擾成分，對無功補償電流濾波后注入三相輸入端，使電路運行更穩定。

本實用新型進一步設置為：所述濾波電容的公共節點與中線橋臂的中間節點之間串聯連接有中點電感。

通過采用上述技術方案，當三相電流不對稱時，中點電感上將流過電流，中點電感主要起到平滑中點電流的作用，對每相電流都有平衡效果。

本實用新型進一步設置為：所述直流輸入端并聯有直流濾波電容。

通過采用上述技術方案，起到在負載突然變大時，直流濾波電容可以和直流輸入端一起向負載提供電流，濾去雜波，起到濾波作用，保持直流電壓的平滑，使電路運行更穩定。

附圖說明