组合型静止无功补偿装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种组合型静止无功补偿装置，线路两端分别联通电源和负载，同一线路中并联有晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、固定电容器组，其中晶闸管控制电抗器采用反并联晶闸管与串联电抗器的结构，晶闸管投切电容器采用反并联晶闸管与电容器串联的结构。本实用新型的组合型静止无功补偿装置能够有效调节整个装置的总电抗值，并具有无功补偿和滤波功能。
【专利说明】组合型静止无功补偿装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种组合型静止无功补偿装置，属于电学领域。
【背景技术】
[0002]目前，静止无功补偿器(SVC)的应用可大致分为两个方面:作为系统补偿，主要用来提高电力系统在大、小扰动下电压稳定性，这种设计未考虑到负荷不平衡的问题，且未提及谐波治理方法；作为负荷补偿，主要用来抑制负荷变化造成的电压波动，补偿负荷所需的无功电流，改善功率因数和补偿负荷的不平衡，对工业负荷采用TCR+FC型补偿装置实现无功与负荷不平衡的补偿，这种设计未提到在输电系统中的应用，且在大范围连续改变无功功率与无功性质(容性或感性)方面有限。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本实用新型公开了一种组合型静止无功补偿装置，可以实现无功功率调节，满足解决至少IOkV电力系统电压稳定以及配电网负荷引起的电压波动、功率因数较低和负荷不平衡等问题的需要。
[0004]为实现上述目的，本实用新型是通过下述技术方案实现的:
[0005]组合型静止无功补偿装置(SVC)，线路两端分别联通电源和负载，同一线路中并联有晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、固定电容器组，其中晶闸管控制电抗器的单相电路采用反并联晶闸管与串联电抗器的结构，晶闸管投切电容器的单相电路采用反并联晶闸管与电容器串联的结构。
[0006]优选的，所述晶闸管控制电抗器为三相，采用三角形接线方式；所述晶闸管投切电容器为三相，采用星形接线方式。
[0007]通过上述电路结构，晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)利用晶闸管的相位控制来改变电抗器TCR的电流大小，从而改变电抗器在基波下的电抗值，无级地调节SVC总电抗值；晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)采用电压过零点触发晶闸管投切电容器组TSC，有级地调节SVC总电抗值；固定电容器组(fixedcapacitor, FC)兼顾无功补偿与滤波的功能。
[0008]在上述电路结构中，各部分的电容量可以根据相应的需要进行合理调节，优选的为如下参数:
[0009]所述晶闸管投切电容器为两组，每组晶闸管投切电容器容量相同；晶闸管控制电抗器容量为晶闸管投切电容器的两倍，固定电容器组容量与晶闸管投切电容器相同。
[0010]进一步的，所述晶闸管投切电容电路的电容器还连接有电感，通常此电感为小电感，用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流，同时兼顾滤除某次特定谐波。
[0011]其中，电容器组FC为5、7、11次单调谐滤波器，进一步还可以设有二阶高通滤波器。
[0012]进一步的，所述装置还连接有控制系统，所述控制系统包括信号处理电路，连接到线路上；与信号处理电路连接的控制器，控制器通过驱动电路连接晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器。
[0013]通过上述结构，信号处理电路滤除采集到的电压与电流信号中的谐波得到标准的基波信号；控制器根据信号处理电路的输出产生TCR、TSC各自的控制信号，通过驱动电路分别对TCR和TSC进行控制操作。
[0014]本实用新型的组合型静止无功补偿器，能够克服电力系统电压稳定以及配电网负荷引起的电压波动、功率因数较低和负荷不平衡等问题，实现电压稳定、功率因数矫正、无功补偿与不平衡负荷补偿等诸多功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的组合型静止无功补偿装置原理框图。
【具体实施方式】
[0016]参考附图1所示，显示了本实用新型的SVC系统的优选实现结构(附图中PT、CT为本领域通用元件，电压互感器和电流互感器；PCC为接入参考点)，包括控制系统和无功补偿系统，其中无功补偿系统包括晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)、2组晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor, TSC)、固定电容器组(fixedcapacitor, FC)。
[0017]TCR的单相电路采用反并联晶闸管与串联电抗器的结构，三相TCR采用三角形接线方式，利用晶闸管的相位控制来改变电抗器TCR的电流大小，从而改变电抗器在基波下的电抗值，无级地调节SVC总电抗值。
[0018]TSC采用星形接线方式，单相电路采用反并联晶闸管与电容器串联的结构，采用电压过零点触发晶闸管投切电容器组TSC，有级地调节SVC总电抗值。
[0019]对于容量安排，采用TCR容量是TSC容量两倍的形式，FC容量与TSC相同，而每组TSC容量相同。
[0020]在线路空载情况下切除所有TSC，TCR容量要足以降低母线电压因线路容性充电引起的过压。在线路重负荷情况下，由于线路传输的无功功率不足而使母线电压降低，η组TSC与FC补偿连接点容性无功功功率，从而升高降低的母线电压。FC兼顾无功补偿与滤波的功能。
[0021]主电路中，TCR采用三角形接法以抑制3k(k=l，2，…)次谐波流入电网。TSC的电容器C支路上串接小电感L抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流，同时兼顾滤除某次特定谐波。固定电容器组FC为5、7、11次单调谐滤波器。
[0022]其中控制系统包括连接到线路上的信号处理电路，该电路滤除采集到的电压与电流信号中的谐波，以得到标准的基波信号。该信号处理电路基于滑动窗口傅里叶变换的检测原理工作，从而在电网电压含有谐波、频率偏移和被干扰的噪声下都能准确的检测出基波信号的幅值和相位。信号处理电路提取出的基波信号通过相移法快速计算出无功功率，并分别计算出功率因数，电压有效值等，输出给控制器来处理。控制器计算出TCR、TSC各自的控制信号，提供 给驱动电路分别对TCR和TSC进行控制操作。
【权利要求】
1.组合型静止无功补偿装置，其特征在于线路两端分别联通电源和负载，同一线路中并联有晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、固定电容器组，其中晶闸管控制电抗器的单相电路采用反并联晶闸管与串联电抗器的结构，晶闸管投切电容器的单相电路采用反并联晶闸管与电容器串联的结构。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述晶闸管控制电抗器为三相，采用三角形接线方式；所述晶闸管投切电容器为三相，采用星形接线方式。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述固定电容器组为5、7、11次单调谐滤波器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述晶闸管投切电容器为两组，每组晶闸管投切电容器容量相同；晶闸管控制电抗器容量为晶闸管投切电容器的两倍，固定电容器组容量与晶闸管投切电容器相同。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述晶闸管投切电容电路的电容器还连接有电感。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还连接有控制系统，所述控制系统包括信号处理电路，连接到线路上；与信号处理电路连接的控制器，控制器通过驱动电路连接晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器。
【文档编号】H02J3/01GK203481832SQ201320562041
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】黄中军, 马明智, 王奔, 范月明 申请人:四川华威科技有限公司