[發明專利]靜止型變壓器式無功發生器

在審

• 申請號: 202010950880.4
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112018780A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 徐堅剛;王學才
• 申請（專利權）人: 浙江廣天電力設備股份有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18;H02J3/20;H02J3/22;H02J13/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 管陽峰

靜止型變壓器式無功發生器，包括電網參數數據中心、無功功率計算中心、無功功率控制中心、變壓器式可控電抗器、電容器組成套裝置、智能化數字化管理平臺、信息系統通道通訊網絡和大數據云計算存儲中心構成，利用電網參數數據中心采集電網參數，編輯成程序；利用無功功率計算中心分析電壓和功率因數變化情況，提出無功輸出方案；利用無功功率控制中心編輯無功控制方案和指令，調節變壓器式可控電抗器和電容器組成套裝置的感性無功輸出；采用智能化數字化管理平臺診斷電網對無功的需求，實現電網智能控制對無功的要求；利用信息系統通道通訊網絡實現電網綜合自動化控制和信息傳遞；利用大數據云計算存儲中心實現信息存儲和資源共享。

技術領域

本發明涉及無功功率發生器和電力電子無功功率成套裝置，具體是涉及一種靜止型變壓器式無功發生器，屬于輸變電電網及用電電網中，應用于穩定和提高電網功率因數，穩定電壓抑制電壓瞬變，實現電網或設備節能，屬于電力設備領域。

背景技術

隨著電網電壓等級越來越高，電網覆蓋區域越來越大，對電網的智能控制和安全可靠性的要求不斷提高，特別是對穩定電網電壓減少電壓波動，控制和抑制電網電壓瞬變，提高電網的安全可靠性，穩定功率因數，提高電網電能利用率的要求不斷提高。無功發生器是一種可以連續的輸出感性無功功率或容性無功功率的裝置，用于調節電網無功功率，穩定和提高功率因數，實現高壓動態無功補償；抑制過電壓，抑制電壓瞬變，提高電網電壓穩定性的無功功率調節裝置。主要用于解決沖擊性負載造成的電壓和功率因數不穩定，限制長距離高壓架空線路或電纜線路產生的過電壓，在最大程度上保持電網電壓和功率因數的穩定，減少電網網損，提高電網輸送能力，提高電網的安全可靠性。無功功率發生器主要有以下幾種一、變壓器調壓電容器；二、晶閘管控制電容器；三、晶閘管控制電抗器；四、磁控電抗器；五、晶閘管控制高阻抗變壓器；六、靜止型無功發生器。

變壓器調壓電容器的優點是：結構簡單，變壓器和電容器等器件穩定可靠。缺點是：調節過程有階梯級次，容易出現階梯性的電容器過補償或欠補償，達不到全容量的連續、平滑、無級的調節；分接開關每一次換檔，相當于一次電容器組的快速投切，容易產生過電壓和過電流；變壓器油容易老化、裂解嚴重，維護工作量大，分接開關壽命短。

晶閘管控制電容器的優點是：可以實現連續、無級、平滑的調節，響應速度快。缺點是穩定性和可靠性差，過載能力低，運行維護費用大；不能應用于高壓電網，僅應用于1kV及以下配電系統。

晶閘管控制電抗器的優點是：可以實現連續、無級、平滑的調節，響應速度快。缺點是：晶閘管處于高壓電網，多只晶閘管的串聯在同步控制和內阻均壓等方面存在問題；安裝調試復雜可靠性差，過載能力低，不能適應污穢環境，需要有人值守，運行維護成本高。

晶閘管控制高阻抗變壓器的優點是：可以實現連續、無級、平滑的調節，響應速度快，適應各種污穢環境，安裝方便。缺點是：利用變壓器的漏磁通形成的高阻抗變壓器，電磁感應效率很低，達不到100％短路阻抗；為了實現高阻抗，需要在變壓器繞組之間增加漏磁通道，內部漏磁發熱嚴重，容易造成絕緣老化，可靠性不高；結構復雜，散熱差；過載能力低，噪音高，損耗大。

磁控電抗器的優點是：可以實現連續、無級、平滑的調節，可靠性高，過載能力強，適應各種污穢等級的環境，安裝方便、免維護、無人值守、運行維護成本低。缺點是：由于采用直流輔助勵磁，造成響應速度慢、噪音高、損耗大；不能解決電網電壓閃變問題，不能滿足城市電網對設備噪音的環保要求。

靜止型無功發生器的優點是：響應速度快，能夠實現感性無功功率和容性無功功率的轉換。缺點是：檢測和控制系統非常復雜，可靠性低；需要安裝在清潔無塵的密閉空間，環境要求高；電力電子器件的壽命只有7年左右，器件損壞頻繁，維修工作量大，維修時間長，全控型器件自身損耗大；抗電網電壓波動、抗負荷電流沖擊，抗三相負荷不平衡等能力比較差。

發明內容