CN201430444Y - 补偿设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种补偿设备，属于电力技术领域。所述补偿设备包括：有源补偿器和无源补偿器，有源补偿器和无源补偿器电连接。本实用新型通过将有源补偿器和无源补偿器电连接，利用有源补偿器的良好补偿效果和无源补偿器成本低的优点，互补各自的缺点，从而具有提高补偿效果，节约成本的效果。

Description

补偿设备

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，特别涉及一种补偿设备。

背景技术

随着工业的发展，工业企业也不断地发展起来。大多数工业企业存在大量低功率因数、冲击性负载，导致大量无功功率的产生，并存在向电网注入大量谐波的情况。而谐波和无功功率对供、用电会产生一定的不良影响，因此，对无功功率和谐波进行治理，即实现对无功功率和谐波的补偿是很有必要的，也是保证电力系统高效、可靠运行的有效措施之一。

现有补偿设备中，大多采用由LC滤波器构成的无源补偿器，该无源补偿器的结构简单，成本低，容易实现；另一种补偿设备大多采用有源补偿器，该有源补偿器在进行谐波和无功功率补偿时，可控性高，且响应快速。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有补偿设备至少存在以下问题：

在采用无源补偿器进行补偿时，由于LC滤波器针对特定频率进行滤波，对阻抗和频率的变化十分敏感，滤波效果不易保证，从而导致补偿效果不理想；而有源补偿器虽然补偿效果好，但成本较高。

实用新型内容

为了提高补偿效果，并降低成本，本实用新型提供了一种补偿设备，所述补偿设备如下：

一种补偿设备，所述设备包括：有源补偿器和无源补偿器；

所述有源补偿器与所述无源补偿器电连接。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过将有源补偿器和无源补偿器电连接，实现补偿效果，既利用了有源补偿器的良好补偿效果和无源补偿器成本低的优点，又互补各自的缺点，从而在提高补偿效果的同时，节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的补偿设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的补偿设备连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种补偿设备结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种补偿设备连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种补偿设备，该补偿设备包括有源补偿器和无源补偿器，其中，该有源补偿器和无源补偿器电连接，从而可以实现良好的补偿功能。上述电连接方式可以是并联或串联。

如图1所示，有源补偿器和无源补偿器并联接入电网。具体连接时，将有源补偿器的输入端与无源补偿器的输入端一并接入电网，有源补偿器的输出端与无源补偿器的输出端分别接地。

具体地，参见图2，由于绝大多数负荷的无功功率需求并不会从零到最大容量一直频繁波动，考虑到无功功率补偿大多采用电容器，而无源补偿器TSC(Thyristor SwitchedCapacitor，晶闸管投切电容器)可以产生无功功率，且具有投切无冲击、响应速度快、成本低等特点，因此，本实施例以无源补偿器TSC为例，利用TSC补偿无功功率比较稳定的部分。同时，又由于STATCOM(Static synchronous compensator，静止同步补偿器)用于动态抑制谐波、补偿无功功率，且能够对大小和频率都变化的无功功率进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现动态跟踪补偿，而且既可以产生容性无功功率，又可以产生感性无功功率，并可以做到从感性最大到容性最大容量的无级差连续调节，因此，本实施例以有源补偿器STATCOM为例，利用STATCOM补偿无功功率的波动部分。

本实施例中，有源补偿器为两个并联的STATCOM，根据实际补偿情况，STATCOM的数量还可以增加，本实施例不对STATCOM的个数进行限定，但要结合实际补偿情况，考虑到STATCOM的成本问题。

如图2所示的连接示意图，无源补偿器TSC采用电容器与晶闸管串联，由可关断晶闸管适当的通断，将电容器上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压；有源补偿器STATCOM主要采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘门极双极型晶体管)，其输入控制部分为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化层-半导体-场效晶体管，简称金氧半场效晶体管)，输出极为双极结型三级晶体管。将无源补偿器TSC与有源补偿器STATCOM并联，构成补偿设备，并接入电网。下面，结合图2所示的连接示意图，对补偿设备的工作过程进行详细说明。

以某车间最大无功功率需求为300kVar，有可能在大部分时间内，它的无功功率需求在240kVar～300kVar之间波动为例，选择配备270kVar的TSC，然后由±30kVar容量的STATCOM调节波动部分即可实现无级差动态跟踪补偿，而没有必要配备300kVar容量的STATCOM设备，这样既保证了最优的补偿效果，又大大降低了成本，不失为一种最优的补偿方案。考虑极限情况，即便负荷的无功需求在0～300kVar之间频繁波动，也可以配备150kVar的TSC和150kVar的STATCOM，从而在保证补偿效果的情况下节约成本。

进一步地，本实用新型实施例提供的补偿设备，有源补偿器和无源补偿器不仅可以并联接入电网，还可以串联接入电网。

如图3所示，无源补偿器和有源补偿器串联接入电网。具体连接时，将无源补偿器的输入端接入电网，无源补偿器的输出端与有源补偿器的输入端连接，有源补偿器的输出端接地。相反地，还可以将有源补偿器的输入端接入电网，有源补偿器的输出端与无源补偿器的输入端连接，无源补偿器的输出端接地，本实施例对采用无源补偿器的输入端接入电网，还是采用有源补偿器的输入端接入电网不作具体限定。此处采用无源补偿器的输入端接入电网为例。

具体地，由于STATCOM不仅能够对大小和频率都变化的无功进行补偿，还可对大小和频率都变化的谐波进行补偿，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现动态跟踪补偿，而且既可以产生容性无功功率，又可以产生感性无功功率，并可以做到从感性最大到容性最大容量的无级差连续调节，因此，此处仍以有源补偿器STATCOM为例。又由于TSC不具备补偿谐波的功能，因此，将LC滤波器构成的调谐滤波器代替晶闸管投切电容器中的电容器，此时的无源补偿器以TSF(Thyristor Switched Filter，晶闸管投切滤波器)为例。

如图4所示的连接示意图，无源补偿器TSF包括LC滤波器、滤波器分路断路器和补偿设备总断路器。LC滤波器分为三组，分别为5次、11次和13次，电容参数C按照需补偿无功功率容量选择；电感参数L按照滤除5次、11次和13次谐波的要求以及参数C进行设计。每组滤波器输入设置断路器，补偿设备输入设置总短路器。三组滤波器每相为独立支路，同相支路输出接在一起，再与STATCOM连接。而STATCOM为三相四线输入，输入端设有变压器，通过该变压器，相线输入接TSF相应相线输出，再连接成星型，零线接回电网。下面，结合图4所示的连接示意图，对补偿设备的工作过程进行详细说明。

在进行无功功率和谐波补偿时，STATCOM和TSF相互配合。其中，STATCOM改善TSF的滤波特性，控制TSF工作在完全调谐状态，使得特征谐波频率下的TSF等效阻抗为零，以取得最佳的滤波效果。同时，由于STATCOM的存在，可以通过控制，防止TSF与电网阻抗发生谐振，避免TSF发生损坏。

综上所述，由于在电力系统中，补偿分为无功功率补偿和谐波补偿，而且，根据有源补偿器和无源补偿器的不同，不仅可以分别实现对无功功率的补偿，对谐波补偿，还可以对无功功率和谐波同时进行补偿。

本实用新型实施例提供的补偿设备，通过将有源补偿器和无源补偿器并联或串联，利用有源补偿器的良好补偿效果和无源补偿器成本低的优点，互补各自的缺点，从而在提高补偿效果的同时，节约了成本。另外，将有源补偿器和无源补偿器作为一个整体的补偿设备并联接入电网，不必改接电网，便于现场安装，具有良好的可实施性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种补偿设备，其特征在于，所述设备包括：有源补偿器和无源补偿器；

所述有源补偿器与所述无源补偿器电连接。

2、根据权利要求1所述的补偿设备，其特征在于，所述有源补偿器与所述无源补偿器电连接，具体为并联或串联。

3、根据权利要求1或2所述的补偿设备，其特征在于，所述有源补偿器具体为静止同步补偿器；所述无源补偿器具体为晶闸管投切电容器。

4、根据权利要求1或2所述的补偿设备，其特征在于，所述有源补偿器具体为静止同步补偿器；

所述无源补偿器具体为晶闸管投切滤波器。

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