[其他]強迫換流自動無功補償裝置

無效

• 申請號: 86205336
• 申請日: 1986-07-16
• 公開（公告）號: CN86205336U
• 公開（公告）日: 1988-02-10
• 發明（設計）人: 陶近賢
• 申請（專利權）人: 華東冶金學院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;G05F1/70
• 代理公司: 馬鞍山市專利事務所
• 代理人: 王世俊

本實用新型適于供電電網中提高功率因數之用，涉及電工技術。

目前，國內外使用的無功功率補償裝置大都設備復雜、投資大、控制困難。如美國的《C－1型直流飽和電抗器式無功補償裝置》，日本的《強制整流－逆變式動態無功補償裝置》。1985年波蘭華沙工業大學的FABIJANSKI????Pawel提出了一種先進的無功功率補償裝置。該裝置是利用強迫換流原理來實現晶閘管的超前導通控制從而獲得容性無功功率。但是由于該裝置所采用的線路控制角α的控制范圍在＋π／2或－π／2附近，為防止短路，則必在主電路圖中的直流支路中接上限流電阻Rd或在直流支路兩端另加一套晶閘管整流橋來配合調節，前者導致Rd上的大量功率損耗，后者使裝置復雜化。

本實用新型的任務是在波蘭技術的基礎上，提出新的控制規律，研制出一種設備簡單、效率高、可靠性高、調節線性度好的自動無功功率補償裝置。

關于無功功率補償裝置的控制，現在傳統的觀點是：可控硅如果要控制在逆變區（π／2≤α≤3π／2）工作，則必須外加輔助電源，否則不能工作。但是本發明者卻證實在所提出的強迫換流線路條件下逆變器在第三象限工作，完全可以不需要外加輔助電源。在大量實驗基礎上，本發明者首次提出如下調節容性無功電流I的控制規律：

令：φ＝α－π

有：Iω C UT m=42/3π-2φ]]>φ≥π／6

及：有：Iω C UT m=]]>2（3／π）²2/3]]>〔π／3＋Sin（φ＋π／6）－COSφ〕

φ≤π／6

其中I－－容性無功電流；

α－－晶閘管強迫換流控制角；

ω－－市電角頻率，314／秒；

C’－－強迫換流環節等效電容，C’＝3／2C已知；

U_Tm－－供電電源線電壓峰值，已知；

從上可知，當把α角控制在第三象限時，通過調節α角，可很容易調節I，又由于直流支路電流Id受I控制，故只要控制α角，就可控制Id，省去限流電阻Rd，也不會發生短路危險。同時，由于控制角α可控范圍大，則控制可靠性高，調節線性度好。

以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。

圖1是本實用新型的主電路圖。

圖2是FABIJANSKI????Pawel的主電路圖。

圖2中，由于其采用的控制角α在＋π／2或－π／2附近，故必在直流支路中接上電阻Rd；圖1中，由于其采用控制角α在π到3／2π范圍內，故可省去Rd。為了防止晶閘管T換流時出現電流變化率過大而損壞元件，本實用新型采用磁芯材料與銅棒組成的小電抗L_S接在每個晶閘管的橋臂中，位置如圖1所示，這種小電感結構簡單，損耗小，造價低廉。

為了實現自動檢測無功功率的狀況并進行自動調節，發明者提出采用一只功率因數角檢測器來檢測電流I與電壓U之間的相位差角。在具體實施時，另加一臺晶閘管脈沖控制觸發器，一般的整流或逆變裝置均有這類觸發器，只要按發明者提出的控制規律調整一下觸發脈沖控制角α的控制范圍即可。

另外，現有技術中存在著平波電抗器Ld受六次諧波的電流影響，容易飽和，故往往將平波電抗器Ld做得極大。本實用新型的最佳實施方式是在電路的直流支路中串聯一個六次諧波抑制環節，它由體積很小的空芯電感L₆和單相電容C₆并聯組成。這樣，流過平波電抗器Ld的直流電流Id諧波幅值很小，對Ld的飽和影響減小，故Ld的體積和重量可大大減小。

圖1，圖2中的符號表示：T₁至T₆為晶閘管；Z₁至Z₆為隔離二極管；C為強迫換流電容；L_S為強迫換流電感；Ld為平波電抗器；L₆為空芯電感；C₆為單相電容；Rd為限流電阻；A、B、C端與三相交流電源連接。