CN103326369A - 一种低压动态混合谐波无功补偿装置 - Google Patents

一种低压动态混合谐波无功补偿装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低压动态混合谐波无功补偿装置，该装置并联在电网上，并与负荷连接，所述的装置包括滤波电容电路、晶闸管控制电抗器电路和控制电路，所述的滤波电容电路和晶闸管控制电抗器电路分别与电网并联，所述的控制电路分别与晶闸管控制电抗器电路、负荷连接；滤波电容电路实时抵消电网中的感性无功电流，控制电路实时跟踪负荷的无功需求，控制晶闸管控制电抗器电路中晶闸管的触发时刻，改变晶闸管控制电抗器电路的电流大小，补偿电网无功电流。与现有技术相比，本发明具有成本低、响应快速、节能和稳压效果明显等优点。

Description

一种低压动态混合谐波无功补偿装置
技术领域
本发明涉及一种补偿谐波与无功的装置，尤其是涉及一种低压动态混合谐波无功补偿装置。
背景技术
随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，对电能质量的要求也越来越高。因此不断提高供电质量成为电力部门的当务之急。无功平衡和谐波含量是衡量电力系统经济运行的两个重要指标。
电网中的谐波源大体分为两种类型：一类为含有半导体元件的各种电力电子设备，如各种整流、逆变装置和晶闸管可控开关设备等，它们按一定的规律开闭不同电路，将谐波电流注入电网；另一类为含有电弧和铁磁非线性设备的谐波源，如荧光灯、电弧炉和各种铁心设备包括变压器、电抗器等。家用电器设备分属于上述两类谐波源，虽然其容量小，但数量巨大，因此也是不可忽视的谐波源。此外，对于电力系统三相供电来说，三相不平衡负荷也是典型的谐波源，使电力系统的电流和电压波形产生畸变。
有源滤波设备可以实现谐波的精确补偿，但是如果兼顾补偿无功的功能，成本较高。因此越来越多的行业开始认可无源+有源的滤波补偿方案。典型应用就是静止无功补偿器SVC。
SVC(Static Var Compensator)——静止无功补偿器，其静止是相对于发电机、调相机等旋转设备而言的。它可快速改变其发出的无功，具有较强的无功调节能力，可为电力系统提供动态无功电源、调节系统电压，当系统电压较低、重负荷时能输出容性无功；当系统电压较高、轻负荷时能输出感性无功，将供电电压补偿到一个合理水平。SVC通过动态调节无功出力，抑制波动冲击负荷运行时引起的母线电压变化，有利于暂态电压恢复，提高系统电压稳定水平。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的成本高、响应慢等缺陷而提供一种快速、连续地实现感性和容性无功功率的双向调节，实现三相负荷不对称以及无功和谐波综合补偿，节能和稳压效果明显的低压动态混合谐波无功补偿装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种低压动态混合谐波无功补偿装置，该装置并联在电网上，并与负荷连接，所述的装置包括滤波电容电路、晶闸管控制电抗器电路和控制电路，所述的滤波电容电路和晶闸管控制电抗器电路分别与电网并联，所述的控制电路分别与晶闸管控制电抗器电路、负荷连接；
滤波电容电路实时抵消电网中的感性无功电流，控制电路实时跟踪负荷的无功需求，控制晶闸管控制电抗器电路中晶闸管的触发时刻，改变晶闸管控制电抗器电路的电流大小，补偿电网无功电流。
所述的滤波电容电路包括三个谐振电抗器和三个固定电容器，所述的三个谐振电抗器一端分别连接电网，另一端连接对应的固定电容器一端，所述的三个固定电容器另一端短接。
所述的晶闸管控制电抗器电路包括相连接的晶闸管组和电抗器，所述的晶闸管组为多个晶闸管反并联而成，晶闸管组采用立式叠压结构。
所述的晶闸管组的冷却方式为全封闭式水冷系统。
所述的晶闸管为ETT型晶闸管，触发方式为电网侧直接取能的光电触发。
所述的控制电路包括DSP芯片和监控单元，所述DSP芯片分别与负荷、监控单元连接，所述的监控单元与晶闸管控制电抗器电路连接，所述的监控单元通过通讯控制器与上位机连接；
所述的DSP芯片实时跟踪负荷中的电能信息，并分析负荷的无功需求，将分析结果发送给监控单元，监控单元对该分析结果进行显示，并控制晶闸管的触发时刻。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)实时跟踪负荷变化，动态补偿无功功率，提高系统功率因数；
2)动态响应时间快；
3)采用电容器和晶闸管控制电抗器型SVC相配合的方式，实时跟踪电网电流的变化，对电网无功功率实现动态无级补偿；
4)保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、过热等保护，运行可靠性高；
5)维护量小，运行成本低；
6)控制器具有高可靠性，而且操作简单，与系统连接时，不需要考虑交流系统相序，补偿装置保护措施齐全；
7)装置电路参数精心设计，发热量小，设备结构紧凑，占地面积小；
8)改善电压质量，稳定系统电压，抑制电压闪变，可并联安装，极易扩展容量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种低压动态混合谐波无功补偿装置，该装置并联在电网上，并与负荷6连接，装置包括滤波电容电路、晶闸管控制电抗器电路和控制电路5，滤波电容电路和晶闸管控制电抗器电路分别与电网并联，控制电路分别与晶闸管控制电抗器电路、负荷连接；滤波电容电路包括三个谐振电抗器1和三个固定电容器2，三个谐振电抗器1一端分别连接电网，另一端连接对应的固定电容器2一端，三个固定电容器2另一端短接；晶闸管控制电抗器电路包括相连接的晶闸管组3和电抗器4，晶闸管组3为多个晶闸管反并联而成，采用立式叠压结构，其冷却方式为全封闭式水冷系统，采用的晶闸管为ETT型晶闸管，其触发方式为电网侧直接取能的光电触发。
控制电路5包括DSP芯片和监控单元，DSP芯片分别与负荷、监控单元连接，监控单元与晶闸管控制电抗器电路连接，监控单元通过通讯控制器与上位机连接。
上述低压动态混合谐波无功补偿装置工作时，滤波电容电路实时抵消电网中的感性无功电流，控制电路5中的DSP芯片实时跟踪负荷中的电能信息，并分析负荷的无功需求，将分析结果发送给监控单元，监控单元对该分析结果进行显示，并控制晶闸管控制电抗器电路中晶闸管的触发时刻，改变晶闸管控制电抗器电路的电流大小，补偿电网无功电流。

Claims (6)

1.一种低压动态混合谐波无功补偿装置，该装置并联在电网上，并与负荷连接，其特征在于，所述的装置包括滤波电容电路、晶闸管控制电抗器电路和控制电路，所述的滤波电容电路和晶闸管控制电抗器电路分别与电网并联，所述的控制电路分别与晶闸管控制电抗器电路、负荷连接；
滤波电容电路实时抵消电网中的感性无功电流，控制电路实时跟踪负荷的无功需求，控制晶闸管控制电抗器电路中晶闸管的触发时刻，改变晶闸管控制电抗器电路的电流大小，补偿电网无功电流。
2.根据权利要求1所述的一种低压动态混合谐波无功补偿装置，其特征在于，所述的滤波电容电路包括三个谐振电抗器和三个固定电容器，所述的三个谐振电抗器一端分别连接电网，另一端连接对应的固定电容器一端，所述的三个固定电容器另一端短接。
3.根据权利要求1所述的一种低压动态混合谐波无功补偿装置，其特征在于，所述的晶闸管控制电抗器电路包括相连接的晶闸管组和电抗器，所述的晶闸管组为多个晶闸管反并联而成，晶闸管组采用立式叠压结构。
4.根据权利要求3所述的一种低压动态混合谐波无功补偿装置，其特征在于，所述的晶闸管组的冷却方式为全封闭式水冷系统。
5.根据权利要求3所述的一种低压动态混合谐波无功补偿装置，其特征在于，所述的晶闸管为ETT型晶闸管，触发方式为电网侧直接取能的光电触发。
6.根据权利要求1所述的一种低压动态混合谐波无功补偿装置，其特征在于，所述的控制电路包括DSP芯片和监控单元，所述DSP芯片分别与负荷、监控单元连接，所述的监控单元与晶闸管控制电抗器电路连接；
所述的DSP芯片实时跟踪负荷中的电能信息，并分析负荷的无功需求，将分析结果发送给监控单元，监控单元对该分析结果进行显示，并控制晶闸管的触发时刻。
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