CN202797973U - 一种多电平静止同步补偿器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种多电平静止同步补偿器，属于电气自动化设备领域。本多电平静止同步补偿器包括第一组变流臂、第二组变流臂、第一组滤波电抗器、第二组滤波电抗器、第一直流滤波电容器、第二直流滤波电容器、三个限流电阻、一个三相接触器及三个滤波电容器支路。本实用新型的同步补偿器可以使用电压等级较低、价格较低的IGBT器件来实现高压应用时的不平衡负荷补偿，因此使得整个装置成本较低。

Description

一种多电平静止同步补偿器
技术领域
本实用新型涉及一种多电平静止同步补偿器，属于电气自动化设备领域。
背景技术
链式静止同步补偿器(STATCOM或DSTATCOM)是一种采用链式电压源变流器(基于单相两电平H桥串联的电压源变流器)实现的新型动态无功和谐波补偿装置，具有动态响应速度快、起动无冲击、调节连续、占地面积小等优点，是静止同步补偿器的发展方向。
链式静止同步补偿器用于实现不平衡负荷补偿时，需要采用三角形连接方式，使得每相串联的H桥变流器个数较多，导致整个装置的成本较高且体积较大。模块化多电平电压源变流器也可以用于实现多电平静止同步补偿器，但单个模块只有两电平输出，在采用较低电压等级的IGBT器件时，需要较多的串联模块数目。因此，需要寻找一种新的多电平电压源变流器来实现链式静止同步补偿器。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种多电平静止同步补偿器，以克服现有技术之不足，以实现不平衡负荷的补偿，并使用电压等级较低、价格较低的IGBT器件，解决已有的链式静止同步补偿器在实现不平衡负荷补偿时因变流模块串联个数较多，或需要采用较高电压等级的IGBT器件而导致的装置成本较高的问题。
本实用新型提出的多电平静止同步补偿器，包括第一组变流臂、第二组变流臂、第一组滤波电抗器、第二组滤波电抗器、第一直流滤波电容器、第二直流滤波电容器、三个限流电阻、一个三相接触器及三个滤波电容器支路；第一组变流臂和第二组变流臂分别由三台变流臂组成，第一组滤波电抗器和第二组滤波电抗器分别由三台滤波电抗器组成；第一组三台变流臂的三个正极端连接到一起后再与第一直流滤波电容器的正极端连接到一起；第一组三台变流臂的三个负极端分别连接到第一组三台滤波电抗器的一端，第一组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台滤波电抗器的一端以及三相接触器的三组常开触点的一端连接到一起，第二组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台变流臂的三个正极端连接到一起，三相接触器的三组常开触点的另一端作为所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端；第二组三台变流臂的三个负极端连接到一起后再与第二直流滤波电容器的负极端连接到一起；第一直流滤波电容器的负极端和第二直流滤波电容器的正极端连接到一起作为所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个滤波电容支路分别由一个滤波电容器和一个电阻器串联而成，三个滤波电容支路的电阻器端分别连接到所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端，三个滤波电容支路的滤波电容器端连接到一起后再接到所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个限流电阻分别并联在三相接触器的三组常开触点的两端。
上述多电平静止同步补偿器中，所述的变流臂，包括多个变流模块，多个变流模块采用串联连接形成一个正极端和一个负极端。
上述多电平静止同步补偿器中，所述的变流模块包括第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管；所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的集电极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阴极相连接，所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的发射极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阳极相连接；所述的第一直流电容器的正极端与所述的第一半导体开关的集电极相连接；所述的第二电容器的负极端与所述的第四半导体开关的发射极相连接，作为变流模块的负极端；所述的第一直流电容器的负极端与第二直流电容器的正极端相连接后再连接到所述的第一箝位二极管的阳极和第二箝位二极管的阴极，第一箝位二极管的阴极连接到所述的第一半导体开关的发射极和第二半导体开关的集电极，第二箝位二极管的阳极连接到所述的第三半导体开关的发射极和第四半导体开关的集电极，第二半导体开关的发射极与第三半导体开关的集电极相连接后作为变流模块的正极端。
本实用新型提出的多电平静止同步补偿器，其优点是：可以使用电压等级较低、价格较低的IGBT器件来实现高压应用时的不平衡负荷补偿，因此使得整个装置成本较低。
附图说明
图1为本实用新型提出的多电平静止同步补偿器的电路原理图。
图2为多电平静止同步补偿器中变流臂的电路原理图。
图3为图2所示的交流臂中变流模块的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提出的多电平静止同步补偿器，包括第一组变流臂、第二组变流臂、第一组滤波电抗器、第二组滤波电抗器、第一直流滤波电容器、第二直流滤波电容器、三个限流电阻、一个三相接触器及三个滤波电容器支路；第一组变流臂和第二组变流臂分别由三台变流臂组成，第一组滤波电抗器和第二组滤波电抗器分别由三台滤波电抗器组成；第一组三台变流臂的三个正极端连接到一起后再与第一直流滤波电容器的正极端连接到一起；第一组三台变流臂的三个负极端分别连接到第一组三台滤波电抗器的一端，第一组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台滤波电抗器的一端以及三相接触器的三组常开触点的一端连接到一起，第二组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台变流臂的三个正极端连接到一起，三相接触器的三组常开触点的另一端作为所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端；第二组三台变流臂的三个负极端连接到一起后再与第二直流滤波电容器的负极端连接到一起；第一直流滤波电容器的负极端和第二直流滤波电容器的正极端连接到一起作为所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个滤波电容支路分别由一个滤波电容器和一个电阻器串联而成，三个滤波电容支路的电阻器端分别连接到所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端，三个滤波电容支路的滤波电容器端连接到一起后再接到所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个限流电阻分别并联在三相接触器的三组常开触点的两端。
上述多电平静止同步补偿器中，所述的变流臂，包括多个变流模块，多个变流模块采用串联连接形成一个正极端和一个负极端。
上述多电平静止同步补偿器中，所述的变流模块包括第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管；所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的集电极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阴极相连接，所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的发射极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阳极相连接；所述的第一直流电容器的正极端与所述的第一半导体开关的集电极相连接；所述的第二电容器的负极端与所述的第四半导体开关的发射极相连接，作为变流模块的负极端；所述的第一直流电容器的负极端与第二直流电容器的正极端相连接后再连接到所述的第一箝位二极管的阳极和第二箝位二极管的阴极，第一箝位二极管的阴极连接到所述的第一半导体开关的发射极和第二半导体开关的集电极，第二箝位二极管的阳极连接到所述的第三半导体开关的发射极和第四半导体开关的集电极，第二半导体开关的发射极与第三半导体开关的集电极相连接后作为变流模块的正极端。
图1所示为本实用新型提出的多电平静止同步补偿器的电路原理图。图1中，多电平静止同步补偿器包括两组六台变流臂(1)、两组六台滤波电抗器(2)、两台直流滤波电容器(3)、三个限流电阻(4)、一个三相接触器(5)和三个电容滤波支路(6)。第一组三台变流臂的正极端连接到一起后再和第一台直流滤波电容器CD1的正极端连接到一起；第一组三台变流臂的负极端分别连接到第一组三台滤波电抗器LA1、LB1、LC1的一端，LA1、LB1、LC1的另一端分别与LA2、LB2、LC2的一端以及三相接触器JZ的三组常开触点的一端连接到一起，LA2、LB2、LC2的另一端分别与第二组三台变流臂正极端连接到一起，三相接触器JZ的三组常开触点的另一端作为所述的新型多电平静止同步补偿器的三相交流相线端A/B/C；第二组三台变流臂的负极端连接到一起后再和第二台直流滤波电容器CD2的负极端连接到一起；CD1的负极端和CD2的正极端连接到一起作为所述的新型多电平静止同步补偿器的交流零线端N；三个滤波电容支路(6)R1/C1/R2/C2/R3/C3的一端分别连接到所述的新型多电平静止同步补偿器的三相交流相线端A/B/C，三个滤波电容支路(6)R1/C1/R2/C2/R3/C3的另一端连接到一起接到所述的新型多电平静止同步补偿器的交流零线端N；三个限流电阻RA/RB/RC分别并联于三相接触器JZ的三组常开触点两端。
如图2所示，每个变流臂包括若干个变流模块(7)，所有变流模块采用串联连接(一个变流模块的正极端连接到另一个变流模块的负极端)，形成一个正极端“+”和一个负极端“-”。
如图3所示，每个变流模块包括两台直流电容器(8)C1/C2、两个箝位二极管(9)DC1/DC2、四个半导体开关(10)S1/S2/S3/S4和四个续流二极管(11)D1/D2/D3/D4。S1/S2/S3/S4分别与D1/D2/D3/D4形成反并联连接。C1的正极端和S1的集电极相连接；C2的负极端和S4的发射极相连接，作为变流模块的负极端“-”；C1/C2的另一端相连接并连接到DC1的阳极和DC2的阴极；DC1的阴极连接到S1的发射极和S2的集电极；DC2的阳极极连接到S3的发射极和S4的集电极；S2的发射极和S3的集电极相连接，作为变流模块的正极端“+”。
本实用新型电路也可以变形为单相链式静止同步补偿器应用，任何基于本实用新型电路所作的等效变换电路，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种多电平静止同步补偿器，其特征在于，该多电平静止同步补偿器包括第一组变流臂、第二组变流臂、第一组滤波电抗器、第二组滤波电抗器、第一直流滤波电容器、第二直流滤波电容器、三个限流电阻、一个三相接触器及三个滤波电容器支路；第一组变流臂和第二组变流臂分别由三台变流臂组成，第一组滤波电抗器和第二组滤波电抗器分别由三台滤波电抗器组成；第一组三台变流臂的三个正极端连接到一起后再与第一直流滤波电容器的正极端连接到一起；第一组三台变流臂的三个负极端分别连接到第一组三台滤波电抗器的一端，第一组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台滤波电抗器的一端以及三相接触器的三组常开触点的一端连接到一起，第二组三台滤波电抗器的另一端分别与第二组三台变流臂的三个正极端连接到一起，三相接触器的三组常开触点的另一端作为所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端；第二组三台变流臂的三个负极端连接到一起后再与第二直流滤波电容器的负极端连接到一起；第一直流滤波电容器的负极端和第二直流滤波电容器的正极端连接到一起作为所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个滤波电容支路分别由一个滤波电容器和一个电阻器串联而成，三个滤波电容支路的电阻器端分别连接到所述的多电平静止同步补偿器的三相交流相线端，三个滤波电容支路的滤波电容器端连接到一起后再接到所述的多电平静止同步补偿器的交流零线端；三个限流电阻分别并联在三相接触器的三组常开触点的两端。
2.如权利要求1所述的多电平静止同步补偿器，其特征在于，其中所述的变流臂，包括多个变流模块，多个变流模块采用串联连接形成一个正极端和一个负极端。
3.如权利要求2所述的多电平静止同步补偿器，其特征在于，其中所述的变流模块包括第一直流电容器、第二直流电容器、第一箝位二极管、第二箝位二极管、第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关、第四半导体开关、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管；所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的集电极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阴极相连接，所述的第一半导体开关、第二半导体开关、第三半导体开关和第四半导体开关的发射极分别与所述的第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管和第四续流二极管的阳极相连接；所述的第一直流电容器的正极端与所述的第一半导体开关的集电极相连接；所述的第二电容器的负极端与所述的第四半导体开关的发射极相连接，作为变流模块的负极端；所述的第一直流电容器的负极端与第二直流电容器的正极端相连接后再连接到所述的第一箝位二极管的阳极和第二箝位二极管的阴极，第一箝位二极管的阴极连接到所述的第一半导体开关的发射极和第二半导体开关的集电极，第二箝位二极管的阳极连接到所述的第三半导体开关的发射极和第四半导体开关的集电极，第二半导体开关的发射极与第三半导体开关的集电极相连接后作为变流模块的正极端。
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CN105186532A (zh) * 2015-09-15 2015-12-23 安徽佑赛科技有限公司 静止无功发生器主电路模块

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