CN110350545B - 无功功率补偿装置、放电系统以及放电系统的操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的无功功率补偿装置包括：第一转换器，其连接在第一线和第二线之间；第二转换器，其连接在所述第二线和第三线之间；以及第三转换器，其连接在所述第三线和所述第一线之间。第一线至第三线连接于母线。第一转换器包括：第一集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第一电容器；以及第一放电连接部，所述第一放电连接部在所述无功功率补偿装置停止运转停止的情况下紧固于所述第一电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第一电容器电连接。

Description

无功功率补偿装置、放电系统以及放电系统的操作方法
技术领域
本实施例涉及无功功率补偿装置以及放电系统。
背景技术
电力需求随着工业发展和人口增加而骤增，然而电力生产有限。
因此，用于将在发电站所生成的电力无损失且稳定地供给到需求地的电力系统越来越变得重要。
用于提高电力潮流和系统电压稳定性的FACTS(Flexible AC TransmissionSystem：柔性交流输电系统)设备的必要性正在成为社会关注的问。FACTS设备中的作为称作第三代电力补偿装置的一种的STATCOM(Static synchronous Compensator：静止同步补偿器)设备，以并联方式接入电力系统，并且补偿电力系统中所需的无功功率。
图1中示出了一般的电力系统。
如图1所示，一般的电力系统10可包括电力生成源20、电力系统30、负载40、以及多个无功功率补偿装置50。
电力生成源20是指生成电力的场所或设备，可理解为是生成电力的生产者。
电力系统30可以是指，用于使由电力生成源20所生成的电力传输给负载40的包括电力线、铁塔、避雷针、绝缘子等的一系列设备。
负载40是指用于消耗由电力生成源20所生成的电力的场所或设备，可理解为是用于消耗电力的消费者。
无功功率补偿装置50作为STATCOM，可以是连接于电力系统30，并且在流向电力系统30的电力中无功功率不足时对其进行补偿的装置。
最近，就无功功率补偿装置50而言，多级转换器(MMC：Modular MultilevelConverter)类型的STATCOM设备呈增加的趋势。多级转换器类型的STATCOM可由多个子模块构成。
无功功率补偿装置50在为了检查多个子模块的状态或更换发生故障的子模块时将会停止运转。在停止运转后会发生自然放电，但是，为了适合操作者进行作业则需进行完全放电，会需要很长的时间。
由于操作者大多在暴露于高电压的环境下进行作业，因此完全放电是必需事项，然而放电需要很长时间，由此操作者会在未完全放电的状态下进行作业，从而可能会发生人身事故。
发明内容
本实施例的目的在于解决如上所述的以及其他问题。
本实施例的其他目的在于，提供一种能够迅速进行放电的无功功率补偿装置以及放电系统。
本实施例的又一目的在于，提供一种能够确保操作者的安全性的无功功率补偿装置以及放电系统。
为了实现如上所述或其他目的，根据实施例的第一方面，无功功率补偿装置包括：第一转换器(converter)，其连接在第一线和第二线之间；第二转换器，其连接在所述第二线和第三线之间；以及第三转换器，其连接在所述第三线和所述第一线之间。所述第一线R、第二线S以及第三线T可连接于母线。所述第一转换器可包括：第一集群(cluster)，其具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第一电容器；以及第一放电连接部，其在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第一电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第一电容器电连接。
根据实施例的第二方面，无功功率补偿装置包括：第一转换器，其连接在第一线和地线之间；第二转换器，其连接在第二线和地线之间；以及第三转换器，其连接在第三线和地线之间。所述第一线R、第二线S以及第三线T可连接于母线。所述第一转换器可包括：第一集群，其具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第一电容器；以及第一连接电极至第三连接电极，其在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第一电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第一电容器电连接。
根据实施例的第三方面，放电系统包括：功率补偿部，其与母线连接且包括第一集群至第三集群；第一开关，其进行切换(switching)使得所述功率补偿部与所述母线连接或断开连接；第二开关，其进行切换使得所述功率补偿部选择性地与所述母线或地线连接；电压传感器，其连接在所述母线和所述第一集群至第三集群之间；以及电流传感器，其连接在所述母线和所述功率补偿部之间。在所述功率补偿部停止运转的情况下，在所述第一开关被关断之后，放电连接构件紧固于电容器，使得所述第一集群至第三集群中所包括的第一子模块至第n子模块各自的电容器电连接，之后，所述第二开关导通，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的残留电压经由所述放电连接构件和第二开关而释放到所述地线。
根据实施例的第四方面，放电系统的操作方法包括：所述放电系统包括：功率补偿部，其与母线连接且包括第一集群至第三集群；第一开关，其进行切换使得所述功率补偿部与所述母线连接或断开连接；第二开关，其进行切换使得所述功率补偿部选择性地与所述母线或地线连接；电压传感器，其连接在所述母线和所述第一集群至第三集群之间；以及电流传感器，其连接在所述母线和所述功率补偿部之间，其中，所述放电系统的操作方法包括：在所述功率补偿部停止运转的情况下，在所述第一开关被关断之后，放电连接部紧固于各个所述第一集群至第三集群的步骤；在所述第二开关被导通之后，所述第一集群至第三集群各自的电压经由所述放电连接部和所述第二开关进行放电的步骤；利用所述电流传感器来检测所述功率补偿部的电流，以确认所述功率补偿部的放电状态的步骤；以及在所述第一开关被且所述第二开关被关断之后，利用所述电压传感器来检测所述功率补偿部的电压，以确认所述功率补偿部的放电状态的步骤。
下面，对根据实施例的无功功率补偿装置以及放电系统的效果进行说明。
根据实施例中的至少一个，在功率补偿部停止运转的情况下，第一放电连接部至第三放电连接部分别紧固于第一集群至第三集群的第一子模块至第n子模块的各个电容器，因此，具有经由第一放电连接部至第三放电连接部能够迅速释放残留在第一集群至第三集群的第一子模块至第n子模块的各个电容器的电压的优点。
根据实施例中的至少一个，在经由第一放电连接部至第三放电连接部进行放电的期间，重复进行选择性地使母线和地线相连接的动作，由此操作者(或运行人员)能够从由电流传感器和电压传感器检测到的电流或电压容易掌握功率补偿部的完全放电状态，并且执行完全放电状态时所需的操作(更换发生故障的子模块等)，从而具有能够确保操作者的安全性的优点。
从以下的详细说明能够明确实施例的其他可适用范围。但是，本领域的技术人员能够清楚地理解本实施例的技术思想和范围内的各种变更和修改，因此如具体实施方式和优选实施例的特定实施例应当仅理解为是示例。
附图说明
图1是示出一般的电力系统的图。
图2是示出实施例的放电系统的单线图。
图3和图4是用于说明包括具有第一实施例的三角形连接(delta connectiontopology)结构的功率补偿部的放电系统中的放电动作的图。
图5和图6是用于说明包括具有第二实施例的星形连接(star connectiontopology)结构的功率补偿部的放电系统中的放电动作的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本说明书中公开的实施例，在此，与附图标记无关地，对相同或类似的结构要素赋予相同的参照标记，并省略对其重复说明。在以下的说明中使用的针对结构要素的接尾词“模块”以及“部”仅是考虑到便于撰写说明书而赋予或混用的，其自身并不具有互相划分的含义或作用。并且，在对本说明书公开的实施例进行说明的过程中，如果判断对于相关的公知技术的具体说明会导致混淆本说明书公开的实施例的技术思想，则省略对其详细说明。并且，随付的附图仅是为了容易理解本说明书公开的实施例的，不应被随付的附图限定本说明书中公开的技术思想，而是应当理解为涵盖了实施例的思想和技术范围中所包括的所有变更、均等物乃至替代物。
图2是示出实施例的放电系统的单线图。
参照图2，功率补偿部110与母线100相连接并补偿无功功率或有功功率。
在母线100和功率补偿部110之间，可配置有第一开关103、第二开关105、电压传感器101以及第一电流传感器107。
第一开关103可进行切换(switching)，使得功率补偿部110与母线100连接或与母线100断开连接。第二开关105可进行切换，使得功率补偿部110选择性地与母线100和地线连接。电压传感器101可以检测功率补偿部110的电压。第一电流传感器107可以检测功率补偿部110的电流。
功率补偿部110可包括电抗器111、电流调节部113、第二电流传感器117以及集群(cluster)120。
电抗器111可以起到去除噪音或改善功率因数的作用。
电流调节部113起到：在功率补偿部110初始运转时，防止母线100的高电压急剧施加到功率补偿部110的作用。在功率补偿部110开始运转的情况下，接收母线100的电力并充电到电容器，之后利用充电到电容器的电力来能够对集群120进行驱动。
电流调节部113可包括电阻元件114和第三开关115。在功率补偿部110初始运转时，第三开关115为关断，由此通过电阻元件114能够衰减由母线100的电力而发生的急剧电流。在急剧电流被衰减之后第三开关115导通的情况下，被衰减的电流可以旁通于第三开关115并供给至集群120。
第二电流传感器117可以对流向集群120内的各个集群(图3和图4中的121、123、125，图5和图6中的151、153、155)的电流进行检测。
参照图3，对具有三角形连接结构的功率补偿部进行详细说明。
功率补偿部110可包括构成三相转换器的第一转换器、第二转换器以及第三转换器。例如，第一转换器可以转换三相电力中的第一相电力。第二转换器可以转换三相电力中的第二相电力。第三转换器可以转换三相电力中的第三相电力。
在这种情况下，第一转换器可以与第二转换器相连接，第二转换器可以与第三转换器相连接，第三转换器可以与第一转换器相连接。具体而言，第一转换器可连接在第一线R和第二线S之间，第二转换器可连接在第二线S和第三线T之间，第三转换器可连接在第三线T和第一线R之间。第一线R、第二线S以及第三线T可连接于母线100。
第一转换器可包括第一电流调节部113a、第一集群121以及第一电抗器111a。第一电流调节部113a可包括第一电阻元件114a和第四开关115a。第一电流调节部113a可连接在第一线R和第一节点(node)n1a之间，第一集群121可连接在第一节点n1a和第二节点n1b之间，第一电抗器111a可连接在第二节点n1b和第二线S之间。第一电抗器111a也可以直接与第一电流调节部113a串联连接。
第一集群121可包括彼此串联连接的第一子模块121-1至第n子模块121-n。第一子模块121-1的一侧可以与第一节点n1a相连接，第一子模块121-1的另一侧可以与第二子模块121-2相连接。第二子模块121-2可以与第三子模块121-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块121-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块121-(n-1)相连接，第n子模块121-n的另一侧可以与第二节点n1b连接。
第二转换器可包括第二电流调节部113b、第二集群123以及第二电抗器111b。第二电流调节部113b可包括第二电阻元件114b和第五开关115b。第二电流调节部113b可连接在第二线S和第一节点n2a之间，第二集群123可连接在第一节点n2a和第二节点n2b之间，第二电抗器111b可连接在第二节点n2b和第三线T之间。第二电抗器111b也可以直接与第二电流调节部113b串联连接。
第二集群123可包括彼此串联连接的第一子模块123-1至第n子模块123-n。第一子模块123-1的一侧可以与第一节点n2a相连接，第一子模块123-1的另一侧可以与第二子模块123-2相连接。第二子模块123-2可以与第三子模块123-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块123-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块123-(n-1)相连接，第n子模块123-n的另一侧可以与第二节点n2b相连接。
第三转换器可包括第三电流调节部113c、第三集群125以及第三电抗器111c。第三电流调节部113c可包括第三电阻元件114c和第六开关115c。第三电流调节部113c可连接在第三线T和第一节点n3a之间，第三集群125可连接在第一节点n3a和第二节点n3b之间，第三电抗器111c可连接在第二节点n3b和第一线R之间。第三电抗器111c也可以直接与第三电流调节部113c串联连接。
第三集群125可包括彼此串联连接的第一子模块125-1至第n子模块至125-n。第一子模块125-1的一侧可以与第一节点n3a相连接，第一子模块125-1的另一侧可以与第二子模块125-2相连接。第二子模块125-2可以与第三子模块125-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块125-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块125-(n-1)相连接，第n子模块125-n的另一侧可以与第二节点n3b相连接。
第一转换器的第一电流调节部113a、第二转换器的第二电流调节部113b以及第三转换器的第三电流调节部113c可包括在图2中所示的电流调节部113。第一转换器的第一电抗器111a、第二转换器的第二电抗器111b以及第三转换器的第三电抗器111c可包括在图2中所示的电抗器111。第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125可包括在图2中所示的集群120。
各个子模块121-1至121-n、123-1至123-n、125-1至125-n，可以分别包括第一开关模块至第四开关模块和电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n。
当功率补偿部110开始运转时，母线100的电力充电至电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n，充电到电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n的电力可以用作用于驱动各种电子装置的电源。作为电子装置，有着自供电源(SPS：Self PowerSupply)、门驱动器(gate driver)以及子模块接口(SMI：SubModule Interface)等。
之后，各个子模块121-1至121-n、123-1至123-n、125-1至125-n的第一开关模块至第四开关模块进行切换，由此能够实现电力转换，并且通过这种电力转换来补偿无功功率或有功功率。
参照图5，详细说明具有星形结构的功率补偿部。
功率补偿部110可以包括第一转换器、第二转换器以及第三转换器。第一转换器可连接在第一线R和地线之间，第二转换器可连接在第二线S和地线之间，第三转换器可连接在第三线T和地线之间。第一线R、第二线S以及第三线T可连接于母线100。
第一转换器可以转换三相电力中的第一相电力，第二转换器可以转换三相电力中的第二相电力，第三转换器可以转换三相电力中的第三相电力。
第一转换器可包括第一电流调节部143a、第一集群151以及第一电抗器141a。第一电流调节部143a可包括第一电阻元件144a和第七开关145a。第一电抗器141a可连接在第一线R和第一节点n1a之间，第一集群151可连接在第一节点n1a和第二节点n1b之间，第一电流调节部143a可连接在第二节点n1b和地线之间。第一电抗器141a也可以直接与第一电流调节部143a串联连接。
第一集群151可包括彼此串联连接的第一子模块151-1至第n子模块至151-n。第一子模块151-1的一侧可以与第一节点n1a相连接，第一子模块151-1的另一侧可以与第二子模块151-2相连接。第二子模块151-2可以与第三子模块151-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块151-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块151-(n-1)相连接，第n子模块151-n的另一侧可以与第二节点n1b相连接。
第二转换器可包括第二电流调节部143b、第二集群153以及第二电抗器141b。第二电流调节部143b可包括第二电阻元件144b和第八开关145b。第二电抗器141b可连接在第二线S和第一节点n2a之间，第二集群153可连接在第一节点n2a和第二节点n2b之间，第二电流调节部143b可连接在第二节点n2b和地线之间。第二电抗器141b也可以直接与第二电流调节部143b串联连接。
第二集群153可包括彼此串联连接的第一子模块153-1至第n子模块至153-n。第一子模块153-1的一侧可以与第一节点n2a相连接，第一子模块153-1的另一侧可以与第二子模块153-2相连接。第二子模块153-2可以与第三子模块153-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块153-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块153-(n-1)相连接，第n子模块153-n的另一侧可以与第二节点n2b相连接。
第三转换器可包括第三电流调节部143c、第三集群155以及第三电抗器141c。第三电流调节部143c可包括第三电阻元件144c和第九开关145c。第三电抗器141c可连接在第三线T和第一节点n3a之间，第三集群155可连接在第一节点n3a和第二节点n2b之间，第三电流调节部143c可连接在第二节点n3b和地线之间。第三电抗器141c也可以直接与第三电流调节部143c串联连接。
第三集群155可包括彼此串联连接的第一子模块155-1至第n子模块至155-n。第一子模块155-1的一侧可以与第一节点n3a相连接，第一子模块155-1的另一侧可以与第二子模块155-2相连接。第二子模块155-2可以与第三子模块155-3相连接。如此地，相邻的子模块之间可彼此连接。最后一个子模块、即第n子模块155-n的一侧可以与上一个子模块、即第n-1子模块155-(n-1)相连接，第n子模块155-n的另一侧可以与第二节点n3b相连接。
第一转换器的第一电流调节部143a、第二转换器的第二电流调节部143b以及第三转换器的第三电流调节部143c可包括在图2中所示的电流调节部113。第一转换器的第一电抗器141a、第二转换器的第二电抗器141b以及第三转换器的第三电抗器141c可包括在图2中所示的电抗器111。第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155可包括在图2中所示的集群120。
各个子模块151-1至151-n、153-1至153-n、155-1至155-n，可以分别包括第一开关模块至第四开关模块和电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n。
当功率补偿部110开始运转时，母线100的电力充电至电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n，充电到电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n的电力可用作用于驱动各种电子装置的电源。作为电子装置，有着自供电源、门驱动器以及子模块接口等。
之后，各个子模块151-1至151-n、153-1至153-n、155-1至155-n的第一开关模块至第四开关模块进行切换，由此能够实现电力转换，并且通过这种电力转换来补偿无功功率或有功功率。
下面，详细说明实施例的放电系统(图2)中的放电动作。
图3和图4是用于说明包括具有第一实施例的三角形连接结构的功率补偿部的放电系统中的放电动作的图。
图3中示出了运转过程中的具有三角形连接结构的功率补偿部，图4中示出了运转停止并处于放电时的具有三角形连接结构的功率补偿部。
如图2和图3所示，在功率补偿部110运转的情况下，第二开关105可以为关断，而第一开关103可以为导通。另外，功率补偿部110的第一电流调节部113a至第三电流调节部113c各自的第四开关115a至第六开关115c可为关断。
在这种情况下，母线100的电力的三相电压可供给到功率补偿部110。即，三相电压中的第一相电压可供给到第一转换器，三相电压中的第二相电压可供给到第二转换器，三相电压中的第三相电压可供给到第三转换器。
在母线100的电力首次供给到功率补偿部110的情况下，各个第一相电压至第三相电压可能会包括超过基准值的瞬态电压(transient voltage)。这种瞬态电压会引发浪涌电流(inrush current)，并且第一开关模块至第四开关模块因这种浪涌电流可能会导致损坏。
包括在第一相电压中的供给到第一转换器的瞬态电压，被第一电流调节部113a的第一电阻元件114a衰减，由此能够抑制浪涌电流的发生。被第一电阻元件114a衰减的第一相电压，可以充电至第一集群121的各个子模块121-1至121_n的电容器122-1至122-n中。
包括在第二相电压中的供给到第二转换器的瞬态电压，可以被第二电流调节部113b的第二电阻元件114b衰减，由此能够抑制浪涌电流的发生。被第二电阻元件114b衰减的第二相电压，可以充电至第二集群123的各个子模块123-1至123-n的电容器124-1至124-n中。
包括在第三相电压中的供给到第三转换器的瞬态电压，可以被第三电流调节部113c的第三电阻元件114c衰减，由此能够抑制浪涌电流的发生。被第三电阻元件114c衰减的第三相电压，可以充电至第三集群125的各个子模块125-1至125-n的电容器126-1至126-n中。
由充电至第一集群121的各个子模块121-1至121-n的电容器122-1至122-n的第一相电压、充电至第二集群123的各个子模块123-1至123-n的电容器124-1至124-n的第二相电压、以及充电至第三集群125的各个子模块125-1至125-n的电容器126-1至126-n的第三相电压构成的三相电压，可用作设置于各个子模块121-1至121-n、123-1至123-n、125-1至125-n的电子装置的电源。
在瞬态电压被衰减的情况下，各个第一电流调节部113a至第三电流调节部113c的第四开关115a至第六开关115c导通，并且向各个第一集群121至第三集群125供给的第一相电压至第三相电压可以旁通于第四开关115a至第六开关115c之后，供给到第一集群121至第三集群125。
之后，通过选择性地切换第一转换器至第三转换器各自的子模块121-1至121-n、123-1至123-n、125-1至125-n，来能够补偿母线100中的有功功率或无功功率。即，可以向母线100供给有功功率，或者从母线100吸收无功功率。
如图2和图4所示，在功率补偿部110处于停止的情况下，第一开关103被关断之后，第一放电连接部130a至第三放电连接部130c可以分别紧固于第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125。
第一放电连接部130a至第三放电连接部130c可以与第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125紧固或解除与这些集群的紧固。例如，在功率补偿部110进行运转的情况下，第一放电连接部130a至第三放电连接部130c不会紧固于第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125。例如，在功率补偿部110停止运转并释放残留电压的情况下，第一放电连接部130a至第三放电连接部130c可紧固于第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125，之后，在处于完全放电的情况下，可以解除与第一放电连接部130a至第三放电连接部130c的紧固。
具体而言，第一放电连接部130a可以紧固于各个第一子模块121-1至第n子模块121-n的电容器122-1至122-n，使得第一转换器的第一集群121的各个第一子模块121-1至第n子模块121-n的电容器122-1至122-n电连接。
第一放电连接部130a可包括支撑件131a和多个连接电极133-1至133-n。
在支撑件131a的一表面上，可紧固有多个连接电极133-1至133-n。支撑件131a的长度可以大于包括第一子模块121-1至第n子模块121-n的第一集群151的宽度。第一子模块121-1至第n子模块121-n各自的电容器122-1至122-n可以与配置于一个支撑件131a的多个连接电极133-1至133-n电连接。
虽未图示，可以与第一集群151的第一子模块至第n子模块121-1至121-n各自的电容器122-1至122-n相邻而配置有引导孔，所述引导孔能够使第一放电连接部130a引入或引出。通过将第一放电连接部130a滑动插入于该引导孔，来能够使第一集群151的第一子模块121-1至第n子模块121-n各自的电容器122-1至122-n与多个连接电极133-1至133-n相连接。并且，通过从该引导孔引出第一放电连接部130a，来能够解除与连接电极133-1至133-n的连接。
连接电极133-1至133-n的宽度，可以大于相邻的子模块121-1至121-n的电容器122-1至122-n之间的间隔。在各个连接电极133-1至133-n，可电连接有一个子模块的一侧和与该子模块相邻的另一个子模块的一侧。因此，相邻的子模块的电容器122-1至122-n之间可以经由连接电极133-1至133-n进行电连接。
在配置于支撑件131a的多个连接电极133-1至133-n中，第一个连接电极、即第一连接电极133-1可以与第一节点n1a相连接，而最后一个连接电极、即第n+1连接电极133-(n+1)可以与第二节点n1b相连接。由此，可以形成：从第一节点n1a经由第一子模块121-1至第n子模块121-n各自的电容器122-1至122-n而与第二节点n1b相连的导电通路。第一子模块121-1至第n子模块121-n各自的电容器122-1至122-n的电压可以经由这种导电通路进行释放。因此，第一子模块121-1至第n子模块121-n的电容器122-1至122-n的电压可以经由第一放电连接部130a进行释放。
第二放电连接部130b可以紧固于第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n，使得第二转换器的第二集群123的第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n电连接。
第二放电连接部130b可包括支撑件131b和多个连接电极135-1至135-n。
在支撑件131b的一表面上，可紧固有多个连接电极135-1至135-n。支撑件131b的长度可以大于包括第一子模块123-1至第n子模块123-n的第二集群123的宽度。第一子模块至第n子模块123-1至123-n各自的电容器124-1至124-n可以与配置于一个支撑件131b的多个连接电极135-1至135-n电连接。
虽未图示，可以与第二集群123的第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n相邻而配置有引导孔，所述引导孔能够使第二放电连接部130b引入或引出。通过将第二放电连接部130b滑动插入于该引导孔，来能够第二集群123的第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n与多个连接电极135-1至135-n相连接。并且，通过从该引导孔引出第二放电连接部130b，来能够解除与连接电极135-1至135-n的连接。
连接电极135-1至135-n的宽度，可以大于相邻的子模块123-1至123-n的电容器124-1至124-n之间的间隔。在各个连接电极135-1至135-n，可电连接有一个子模块的一侧和与该子模块相邻的另一个子模块的一侧。因此，相邻的子模块的电容器124-1至124-n之间可以经由连接电极135-1至135-n进行电连接。
在配置于支撑件131b的多个连接电极135-1至135-n中，第一个连接电极、即第一连接电极135-1可以与第一节点n2a相连接，最后一个连接电极，即第n+1连接电极135-(n+1)可以与第二节点n2b相连接。由此，可以形成：从第一节点n2a经由第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n而与第二节点n2b相连的导电通路。第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n的电压可以经由这种导电通路进行释放。因此，第一子模块123-1至第n子模块123-n各自的电容器124-1至124-n的电压可以经由第二放电连接部130b进行释放。
第三放电连接部130c可以紧固于第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n，使得第三转换器的第三集群125的第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n电连接。
第三放电连接部130c可包括支撑件131c和多个连接电极137-1至137-n。
在支撑件131c的一表面上，可紧固有多个连接电极137-1至137-n。支撑件131c的长度可以大于包括第一子模块125-1至第n子模块125-n的第三集群125的宽度。第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n可以与配置于一个支撑件131c的多个连接电极137-1至137-n电连接。
虽未图示，可以与第三集群125的第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n相邻而形成有引导孔，所述引导孔能够使第三放电连接部130c引入或引出。通过将第三放电连接部130c滑动插入于该引导孔，能够使第三集群125的第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n与多个连接电极137-1至137-n电连接。并且，通过从该引导孔引出第三放电连接部130c，来能够解除与连接电极137-1至137-n的连接。
连接电极137-1至137-n的宽度，可以大于相邻的子模块125-1至125-n的电容器126-1至126-n之间的间隔。在各个连接电极137-1至137-n，可电连接有一个子模块的一侧和与该子模块相邻的另一个子模块的一侧。因此，相邻的子模块的电容器126-1至126-n之间可以经由连接电极137-1至137-n进行电连接。
在配置于支撑件131c的多个连接电极137-1至137-n中，第一个连接电极、即第一连接电极137-1可以与第一节点n3a相连接，最后一个连接电极、即第n+1连接电极137-(n+1)可以与第二节点n3b相连接。由此，可以形成：从第一节点n3a经由第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n而与第二节点n3b相连的导电通路。第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n的电压可以经由这种导电通路进行释放。因此，第一子模块125-1至第n子模块125-n各自的电容器126-1至126-n的电压可以经由第三放电连接部130c进行释放。
第一放电连接部130a至第三放电连接部130c各自的支撑件131a、131b、131c需要较大的强度高以起到支撑作用，并且需要具有优异的绝缘性能，使得各个连接电极133-1至133-(n+1)、135-1至135-(n+1)、137-1至137-(n+1)电绝缘。例如，支撑件131a、131b、131c可以含有如环氧的树脂材质，但是不限定于此。支撑件131a、131b、131c可以长长地沿着一个方向延伸形成，并且其截面例如可以具有四边形，但是不限定于此。
第一放电连接部130a至第三放电连接部130c各自的连接电极133-1至133-(n+1)、135-1至135-(n+1)、137-1至137-(n+1)需要具有优异的导电率。例如，连接电极133-1至133-(n+1)、135-1至135-(n+1)、137-1至137-(n+1)可以含有如铜(Cu)的金属材质。从上观察时，连接电极133-1至133-(n+1)、135-1至135-(n+1)、137-1至137-(n+1)可以呈直角四边形，但不限定于此。
之后，在第一放电连接部130a至第三放电连接部130c分别紧固于第一转换器的第一集群121、第二转换器的第二集群123以及第三转换器的第三集群125的情况下，第二开关105导通，由此第一集群121至第三集群125的残留电压可以经由第二开关105进行释放。此时，功率补偿部110的第一电流调节部113a至第三电流调节部113c各自的第四开关115a至第六开关115c可以为导通或关断。在第四开关115a至第六开关115c为关断的情况下，第一集群121至第三集群125的残留电压可以经由第一电流调节部113a至第三电流调节部113c各自的第一电阻元件114a至第三电阻元件114c而更加迅速地释放。
因此，残留在第一集群121的电容器122-1至122-n各自的电压可以经由第一放电连接部130a并通过第二开关105进行释放。残留在第二集群123的电容器124-1至124-n各自的电压可以经由第二放电连接部130b并通过第二开关105进行释放。残留在第三集群125的电容器126-1至126-n各自的电压可以经由第三放电连接部130c并通过第三开关115进行释放。
根据第一实施例(图3和图4)，在功率补偿部110停止运转的情况下，将第一放电连接部130a至第三放电连接部130c分别紧固于第一集群121至第三集群125的第一子模块121-1、123-1、125-1至第n子模块121-n、123-n、125-n的各个电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n，由此残留在第一集群121至第三集群125的第一子模块121-1、123-1、125-1至第n子模块121-n、123-n、125-n的各个电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n的电压，可以通过第一放电连接部130a至第三放电连接部130c迅速地释放。
之后，利用第一电流传感器107和/或第二电流传感器117来检测功率补偿部110的电流，由此可以确认功率补偿部110的放电状态。
然后，第一开关103为导通，而第二开关105为关断，并且利用电压传感器101检测功率补偿部110的电压，由此能够确认功率补偿部110的放电状态。
其后，通过重复执行第一开关103和第二开关105的切换动作，并且重复确认由电压传感器101或第一电流传感器107和/或第二电流传感器117检测到的电压或电流，来能够把握功率补偿部110是否处于完全放电的状态。例如，在功率补偿部110的电压为额定电压的5％以下的情况下，可判断为处于完全放电状态。额定电压可以是能够充电到整个电容器122-1至122-n、124-1至124-n、126-1至126-n的最大电压，但是不限定于此。
如此地，通过重复执行第一开关103和第二开关105的切换动作，操作者(或运行人员)能够容易确认功率补偿部110的完全放电状态，并且执行在完全放电状态时所需的操作(更换发生故障的子模块等)，从而能够确保操作者的安全性。
图5和图6是用于说明包括具有第二实施例的星形连接结构的功率补偿部的放电系统中的放电动作的图
图5中示出了运转过程中的具有星形连接结构的功率补偿部，图6中示出了运转停止并处于放电时的具有星形连接结构的功率补偿部。
如图2和图5所示，在功率补偿部110运转的情况下，第二开关105为关断，而第一开关103为导通。另外，功率补偿部110的第一电流调节部143a至第三电流调节部143c各自的第四开关145a至第六开关145c可为关断。
在这种情况下，母线100的电力的三相电压供给到功率补偿部110，并能够对第一转换器至第三转换器各自的第一集群151至第三集群155各自的第一子模块151-1、153-1、155-1至第n子模块151-n、153-n、155-n的各个电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n进行充电。
之后，通过选择性地切换第一转换器至第三转换器各自的子模块151-1至151-n、153-1至153-n、155-1至155-n，来能够补偿母线100中的有功功率或无功功率。即，可以向母线100供给有功功率，或者从母线100吸收无功功率。
由于在功率补偿部110运转时的动作与具有图3中所示的三角形连接结构的功率补偿部110中的动作类似，因此，可以从与图3相关的说明中容易理解，从而省略其详细说明。
如图2和图6所示，在功率补偿部110处于停止的情况下，在第一开关103被关断之后，多个连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c分别可紧固于第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155。
多个连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c，可以与第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155紧固或与其解除紧固。例如，在功率补偿部110正常运转的情况下，多个连接电极不会与第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155紧固。例如，在功率补偿部110停止运转并释放残留电压的情况下，多个连接电极紧固于第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155，之后，在处于完全放电状态的情况下，可以解除与连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c的紧固。
连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c需要具有优异的导电率。例如，连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c可包含如铜(Cu)的金属材质。
从上方观察时，连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c可呈直角四边形，但是不限定于此。
具体而言，第一转换器的第一连接电极161a至第三连接电极161c可分别紧固于第一子模块151-1至第n子模块151-n各自的电容器152-1至152-n，使得第一转换器的第一集群151的第一子模块151-1至第n子模块151-n各自的电容器152-1至152-n电连接。
例如，第一连接电极161a的一侧紧固于第一节点n1a，而第一连接电极161a的另一侧紧固于第一子模块151-1的电容器152-1的一侧，由此第一节点n1a和第一子模块151-1的电容器152-1可以经由第一连接电极161a进行电连接。例如，第二连接电极161b的一侧紧固于第二节点n1b，而第二连接电极161b的另一侧紧固于第n子模块151-n的电容器152-n的一侧，由此第二节点n1b和第n子模块151-n的电容器152-n可以经由第二连接电极161b进行电连接。例如，多个第三连接电极161c分别紧固于相邻的子模块151-1至151-n各自的电容器152-1至152-n，由此相邻的子模块151-1至151-n各自的电容器152-1至152-n可以经由各个第三连接电极161c进行电连接。
第三连接电极161c的宽度，可以大于相邻的子模块151-1至151-n的电容器152-1至152-n之间的间隔。
第二转换器的第一连接电极163a至第三连接电极163c可紧固于第一子模块153-1至第n子模块153-n各自的电容器154-1至154-n，使得第二转换器的第二集群153的第一子模块153-1至第n子模块153-n各自的电容器154-1至154-n电连接。
例如，第一连接电极163a的一侧紧固于第一节点n2a，而第一连接电极163a的另一侧紧固于第一子模块153-1的电容器154-1至154-n的一侧，由此第一节点n2a和第一子模块153-1的电容器154-1至154-n可以经由第一连接电极163a进行电连接。例如，第二连接电极163b的一侧紧固于第二节点n2b，而第二连接电极163b的另一侧紧固于第n子模块153-n的电容器154-1至154-n的一侧，由此第二节点n2b和第n子模块153-n的电容器154-1至154-n可以经由第二连接电极163b进行电连接。例如，多个第三连接电极163c分别紧固于相邻的子模块153-1至153-n各自的电容器154-1至154-n，由此相邻的子模块153-1至153-n各自的电容器154-1至154-n可以经由各个第三连接电极163c进行电连接。
第三连接电极163c的宽度，可以大于相邻的子模块153-1至153-n的电容器154-1至154-n之间的间隔。
第三转换器的第一连接电极165a至第三连接电极165c可紧固于第一子模块155-1至第n子模块155-n各自的电容器156-1至156-n，使得第三转换器的第三集群155的第一子模块155-1至第n子模块155-n各自的电容器156-1至156-n电连接。
例如，第一连接电极165a的一侧紧固于第一节点n3a，而第一连接电极165a的另一侧紧固于第一子模块155-1的电容器156-1的一侧，由此第一节点n3a和第一子模块155-1的电容器156-1可以经由第一连接电极165a进行电连接。例如，第二连接电极165b的一侧紧固于第二节点n3b，而第二连接电极165b的另一侧紧固于第n子模块155-n的电容器156-n的一侧，由此第二节点n3b和第n子模块155-n的电容器156-n可以经由第二连接电极165b进行电连接。例如，多个第三连接电极165c分别紧固于相邻的子模块155-1至155-n各自的电容器156-1至156-n，由此相邻的子模块155-1至155-n各自的电容器156-1至156-n可以经由各个第三连接电极165c进行电连接。
第三连接电极165c的宽度，可以大于相邻的子模块155-1至155-n的电容器156-1至156-n之间的间隔。
之后，在多个连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c分别紧固于第一转换器的第一集群151、第二转换器的第二集群153以及第三转换器的第三集群155的情况下，第二开关105为导通，由此可以经由第二开关105释放残留在第一集群151至第三集群155的电压。此时，功率补偿部110的第一电流调节部143a至第三电流调节部143c各自的第四开关145a至第六开关145c可以为导通或关断。在第四开关145a至第六开关145c为关断的情况下，可以经由第一电流调节部143a至第三电流调节部143c的第一电阻元件144a至第三电阻元件144c，更加迅速地释放残留在第一集群151至第三集群155的电压。
因此，残留在第一集群151的电容器152-1至152-n各自的电压，可以经由与第一子模块151-1至第n子模块151-n的各个电容器152-1至152-n电连接的多个第一连接电极161a至第三连接电极161c并通过第二开关105释放。残留在第二集群153的各个电容器154-1至154-n的电压，可以经由与第一子模块153-1至第n子模块153-n的各个电容器154-1至154-n电连接的多个第一连接电极163a至第三连接电极163c并通过第二开关105释放。残留在第三集群155的各个电容器156-1至156-n的电压，可以经由与第一子模块155-1至第n子模块155-n的各个电容器156-1至156-n电连接的多个第一连接电极165a至第三连接电极165c并通过第三开关115释放。
根据第二实施例(图5和图6)，当功率补偿部110停止运转时，多个连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c分别紧固于第一集群151至第三集群155的第一子模块151-1、153-1、155-1至第n子模块151-n、153-n、155-n的各个电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n，由此残留在第一集群151至第三集群155的第一子模块151-1、153-1、155-1至第n子模块151-n、153-n、155-n的各个电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n的电压，可以经由多个连接电极161a、161b、161c、163a、163b、163c、165a、165b、165c迅速地释放。
之后，利用第一电流传感器107和/或第二电流传感器117来检测功率补偿部110的电流，由此可以确认功率补偿部110的放电状态。
然后，第一开关103为导通，而第二开关105为关断，并且利用电压传感器101检测功率补偿部110的电压，由此能够确认功率补偿部110的放电状态。
其后，通过重复执行第一开关103和第二开关105的切换动作，并且重复确认由电压传感器101或第一电流传感器107和/或第二电流传感器117检测到的电压或电流，来能够把握功率补偿部110是否处于完全放电状态。例如，在功率补偿部110的电压为额定电压的5％以下的情况下，可判断为处于完全放电状态。额定电压可以是可充电到整个电容器152-1至152-n、154-1至154-n、156-1至156-n的最大电压，但是不限定于此。
如此地，通过重复执行第一开关103和第二开关105的切换动作，操作者(或运行人员)能够容易确认功率补偿部110的完全放电状态，并且执行在完全放电状态时所需的操作(更换发生故障的子模块等)，从而可确保操作者安全性。
图4中示出的放电连接部和图6中示出的连接电极，可称之为放电连接构件。
以上所述的详细说明在所有方面上不应被理解为限制性的，而是应当理解为是例示性的。本发明的范围应当由对所附的权利要求书的合理的解释而定，本发明的等价范围内的所有变更应当落入本发明的范围。

Claims (9)

1.一种无功功率补偿装置，其中，包括：
第一转换器，连接在第一线和第二线之间；
第二转换器，连接在所述第二线和第三线之间；以及
第三转换器，连接在所述第三线和所述第一线之间，
所述第一线至所述第三线连接于母线，
所述第一转换器包括：
第一集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第一电容器；以及
第一放电连接部，所述第一放电连接部在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第一电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第一电容器电连接，
所述第一转换器还包括第一连接电极至第三连接电极，所述第一连接电极至所述第三连接电极在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第一电容器，以替代所述第一放电连接部。
2.根据权利要求1所述的无功功率补偿装置，其中，
所述第二转换器包括：
第二集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第二电容器；以及
第二放电连接部，所述第二放电连接部在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第二电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第二电容器电连接。
3.根据权利要求2所述的无功功率补偿装置，其中，
所述第三转换器包括：
第三集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第三电容器；以及
第三放电连接部，所述第三放电连接部在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第三电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的所述第三电容器电连接。
4.根据权利要求3所述的无功功率补偿装置，其中，
所述第一放电连接部至所述第三放电连接部分别包括：
支撑件，具有大于所述第一集群至所述第三集群各自的宽度的长度；
多个连接电极，配置于所述支撑件的一表面。
5.根据权利要求4所述的无功功率补偿装置，其中，
所述连接电极分别紧固于与其相邻的所述第一子模块至所述第n子模块各自的电容器，
所述连接电极的宽度大于所述第一子模块至所述第n子模块中的相邻子模块的电容器之间的间隔。
6.根据权利要求1所述的无功功率补偿装置，其中，
所述第二转换器包括：
第二集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第二电容器；
第一连接电极至第三连接电极，所述第一连接电极至所述第三连接电极在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第二电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自所包括的所述第二电容器电连接，
所述第三转换器包括：
第三集群，具有第一子模块至第n子模块，所述第一子模块至所述第n子模块彼此串联连接且分别包括第三电容器；
第一连接电极至第三连接电极，所述第一连接电极至所述第三连接电极在所述无功功率补偿装置停止运转的情况下紧固于所述第三电容器，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自所包括的所述第三电容器电连接。
7.一种放电系统，包括根据权利要求1所述的无功功率补偿装置，其中，包括：
功率补偿部，与母线连接且包括第一集群至第三集群；
第一开关，进行切换使得所述功率补偿部与所述母线连接或断开连接；
第二开关，进行切换使得所述功率补偿部选择性地与所述母线或地线连接；
电压传感器，连接在所述母线和所述第一集群至第三集群之间；以及
电流传感器，连接在所述母线和所述功率补偿部之间，
在所述功率补偿部停止运转的情况下，在所述第一开关被关断之后，放电连接构件紧固于电容器，使得所述第一集群至所述第三集群中所包括的第一子模块至第n子模块各自的所述电容器电连接，之后，所述第二开关被导通，使得所述第一子模块至所述第n子模块各自的残留电压经由所述放电连接构件和第二开关释放到所述地线，
所述放电连接构件包括支撑件和配置于所述支撑件的多个连接电极，
所述连接电极的宽度大于所述第一子模块至所述第n子模块中的相邻子模块的电容器之间的间隔。
8.根据权利要求7所述的放电系统，其中，
在所述第一子模块至所述第n子模块各自的残留电压被释放的情况下，基于由所述电压传感器检测到的电压和由所述电流传感器检测到的电流，确认完全放电状态。
9.根据权利要求7所述的放电系统，其中，
所述第一集群至所述第三集群形成三角形连接结构或星形连接结构。
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