[實用新型]一種無功補償裝置

有效

• 申請號: 201720593292.3
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN207283171U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 王界才
• 申請（專利權）人: 三河市匯瑩電氣設備制造有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙)11504
• 代理人: 宋林清

技術領域

本實用新型涉及數控機床、數字開關電控、太陽能發電裝置等無功補償技術領域，尤其涉及一種無功補償裝置。

背景技術

無功功率是有些設備用來建立電磁場的功率。這種功率用kvar(千乏)表示。消耗無功功率是利用交變電磁場的感應特性的電氣設備(主要是電動機和變壓器)的特征。無功功率與用kW(千瓦)表示的被轉換成功和熱的有功功率不同。設備的總電功率為這兩個功率分量(無功的和有功的)的矢量差，被稱為視在功率。無功功率這個現象對低壓和高壓電網可以具有重大影響。將存儲由于電流流動所產生的磁場引起的能量的設備稱為吸收無功功率，而將存儲由于電場引起的能量的設備稱為產生無功功率。必須謹慎地控制有功的和無功的功率流，以便使電力系統可以在可接受的電壓極限以內運行。無功功率流能引起相當大的橫跨系統的電壓改變，這意味著必須維護無功功率平衡。無功功率補償是在電力系統在電力系統內出現意外事件期間運行和維持可接受的電壓電平中的基本功能。有許多在該領域內已知的解決方案，對接到電力系統上的負載的無功功率進行補償。以下說明這樣的解決方案中的一些例子。

最簡單的解決方案是組合一些無源元件，即分流電容器和電感器。第二種解決方案是使用一些機電式切換的調諧或失諧的電容器組來應對負載變化。第三種解決方案使用靜態伏安無功(VAR)補償技術，根據對多個諸如調諧或失諧電容器組和/或一個或多個電感器支路之類的無源組件的電子切換提供迅速、精確的無功功率控制。靜態VAR補償器典型的是基于一些可控硅控制電抗器 (TCR)、可控硅開關電容器(TSC)和/或被調諧成濾波器的固定電容器。在有些應用中，靜態VAR補償器(SVC)可以被簡化為只是多個基于TSC的支路。圖 1示出了典型的TSC支路的原理圖，下面將參考這個圖進行說明。TSC支路20 包括一個或多個電容器22，與諸如可控硅管24之類的開關裝置和一個或多個電感器26串聯。電感器用來限制浪涌電流和/或諧波失諧/調諧。浪涌電流是指電氣設備在最初接通時所吸取的最大的瞬時輸入電流。電感器的電感量被設計成能防止電容器和網絡在一些諧波電流頻率上在電容器與電網之間可能出現的并聯諧振條件。SVC的主要缺點是它提供與電壓的平方(V2)成正比的無功功率。這意味著無功功率供電在低電壓顯著減少。在電網電壓在±10％范圍以內變化的正常電網運行情況下，這個缺點是無關緊要的。然而，在有些應用中，諸如在AC電動機啟動之類的大負載變化或電網故障狀態下，電壓可能下降到顯著低于規定為正常或穩態電壓的水平。問題是，在這樣的異常情況期間，極重要的是電網需要無功能量，不能或限制立即以所需的無功電流響應可能使系統不穩定。

電抗性無源元件的組合的另一個用途是應對諧波污染。諸如整流器、電源、換流器供電的電動機之類的大功率電子設備，有時還有諸如靜態無功伏安補償器(SVC)之類的功率補償電路本身，會引起諧波污染。這種污染是使電壓和電流的基頻正弦波形狀嚴重失真?；l周期的傅里葉分析揭示，存在一些通常為 50Hz基頻的倍數的典型諧波頻率。主要失真通常是由基本上產生250、350、 550、650Hz和更高頻率(HF)的諧波的整流器和其他大功率電子設備引起的。有許多在該領域內已知的應對諧波污染的解決方案，下面說明這樣的解決方案中的一些例子。在一個例子中，將一些失諧電抗器與這些電容器串聯，通過使電容器/電網諧振頻率移動到低于第一主諧波(通常為5次諧波)來防止出現諧振狀況。在另一個例子中，如果除了防止諧振之外還需要進行諧波過濾，就再運用一些調諧電抗器。電容器/電抗器濾波器被調諧成吸收和減小總諧波失真(THD)。應注意的是，在以上所論及的所有實現(浪涌電流限制的，失諧的和調諧的)中，使用電感和電容無源元件，使得在基頻的電抗XL從在基頻的容抗XC的幾乎0％到14％的范圍內變化。

因此，為了解決上述問題，急需發明一種新的無功補償裝置。

發明內容

本實用新型的目的在于：提供一種無功補償裝置，在提供冗余電源單元的同時，具備電源冗余、電能量大、安全系數高、且補償精度高的特點。

本實用新型提供了下述方案：