CN202797985U - 一种静止无功发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种静止无功发生器，所述静止无功发生器与所述交流电源和所述负载组成一个电路回路，其中，包括：控制电路，所述控制电路包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路一端与所述负载连接，所述指令电流运算电路另一端与所述电流跟踪控制电路连接；驱动电路，所述驱动电路与所述电流跟踪控制电路相连接；主电路，所述主电路包括一电压型PWM交流器，所述PWM交流器包括交流侧电路和直流侧电路，所述交流侧电路的通过电抗器与所述交流电源连接；所述主电路还与所述驱动电路连接。其可以实现对大小变化的无功进行快速和连续的补偿，克服了传统无功补偿器相应速度慢、补偿效果不能精确控制等缺点。

Description

一种静止无功发生器
技术领域
本实用新型涉及无功功率补偿器件领域，尤其涉及一种静止无功发生器。
背景技术
无功补偿作为改善电能的重要措施之一，无功补偿技术有了很大的发展，无功补偿技术的发展经历了从电容器→同步调相机→静止无功补偿器（SVC的几个不同阶段。
其中，无功补偿电容器具有安装简单、运行维护方便的优点，但是，无功补偿电容器智能补偿感性无功且不能连续调节，而且具有负电压效应。同步调相机同电容相比，其能发出容性和感性无功，但是其属于旋转设备，损耗高、噪声大，控制复杂并造成相应速度慢，因而，同步调相机在很大程度上已经无法使用快速无功功率控制的要求了。因而，其逐渐被无功补偿装置SVC所取代。
SVC(Stastic Var Compensator)装置由于其相应快速、价格适中而在电力系统中得以迅速地推广。但是其页具有许多不足之处，例如，其谐波成分大，需要大电感、大电容等元件，而且只有在感性工况下才连续可调。
实用新型内容
针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种静止无功发生器（Static Var 
Generator, SVG)，其可以实现对大小变化的无功进行快速和连续的补偿，克服了传统无功补偿器相应速度慢、补偿效果不能精确控制等缺点。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：
一种静止无功发生器，所述静止无功发生器与所述交流电源和所述负载组成一个电路回路，其中，包括：
用于提供无功补偿电流的控制电路，所述控制电路包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路一端与所述负载连接，所述指令电流运算电路另一端与所述电流跟踪控制电路连接；
用于驱动主电路的驱动电路，所述驱动电路与所述电流跟踪控制电路相连接；
主电路，所述主电路包括一电压型PWM变流器，所述PWM变流器包括交流侧电路和直流侧电路，所述交流侧电路的通过电抗器与所述交流电源连接；所述主电路还与所述驱动电路连接。
上述的静止无功发生器，其中，所述主电路包括一继电回路，所述继电回路包括断路器、第一交流接触器、第二交流接触器，所述第一交流接触器和所述第二交流接触器并联在所述断路器和所述电抗器之间，所述电抗器与PWM变流器相连接。
上述的静止无功发生器，其中，所述PWM变流器为三相全桥PWM变流器。
上述的静止无功发生器，其中，所述驱动电路包括电源模块、驱动模块和保护模块，所述电源模块与所述驱动模块和所述保护模块相连接，所述保护模块与所述PWM变流器相连接。
上述的静止无功发生器，其中，所述指令电流运算电路包括复杂可编程逻辑器件、控制芯片，数模转换器，所述复杂可编程逻辑器件与保护电路连接；所述数模转换器与所述复杂可编程逻辑器件、所述控制芯片连接，所述指令电流运算电路通过所述数模转换器与所述电流跟踪控制电路连接。
上述的静止无功发生器，其中，所述指令电流运算电路通过第一电流互感器与所述负载连接。
上述的静止无功发生器，其中，所述静止无功发生器还包括显示装置，所述显示装置分别与所述主电路、控制电路、驱动电路相连接。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下技术效果：
本实用新型提供一种静止无功发生器，其将自换相桥式电路通过电抗器直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，从而实现该电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿技术效果。通过本实用新型能够很好地克服传统无功补偿器响应速度慢、补偿效果不能精确控制等缺点。
附图说明
图1是本实用新型的一种静止无功发生器的系统电路结构示意图。
图2是本实用新型的一种静止无功发生器的系统结构框图。
图3是本实用新型的一种静止无功发生器的中的主电路的电路结构示意图。
图4是本实用新型的一种静止无功发生器的中的控制系统构成示意图。
具体实施方式
下面结合原理图和具体操作实施例对本实用新型作进一步说明。
结合图1和图2中所示，一种静止无功发生器，该静止无功发生器1与交流电源2和负载3组成一个电路回路，在本实用新型的一个实施例中，该交流电源2为三相交流电源，该负载3为三相非线性负载，其中，该静止无功发生器1包括：
主电路4，具体地，结合图1和图3中所示，该主电路4主要包括三相全桥电压型PWM变流器41，该PWM变流器41包括交流侧电路410和直流侧电路411，其中，该交流侧电路410通过电抗器412与交流电源2连接，通过该交流侧电路410向负载3提供补偿电流；该PWM变流其41的直流侧电路411则是为了保证在逆变器在电流转换时电源的稳定性。
在本实用新型的一个实施例中，该电压型PWM变流器41是有IGBT组成的三相全桥变流器，其中，该IGBT开关N1与IGBT开关N4、IGBT开关N2与IGBT开关N5、IGBT开关N3与IGBT开关N6分别组成了该变流器的桥臂，其分别通过第二电流互感器42、电抗器43、继电回路44与交流电源2连接。其中，该继电回路44包括断路器QA1、第一交流接触器KM1、第二交流接触器KM2，其中，该第一交流接触器KM1和第二交流接触器KM2并联在断路器QA1与电抗器43之间。进一步地，在每个桥臂上相应的并联一个或多个电容C1、C2和C3，其分别构成IGBT开关的吸收回路，抑制IGBT开关的浪涌尖峰电压，防止桥臂上的IGBT开关被击穿。
在该PWM变流器41的直流侧电路411则包括一个或多个串联的滤波电容C4，还包括一个或多个串联的电解电容C5，并且该滤波电容C4与电解电容C5并联。
结合图1、图2至图4中所示，控制电路5，具体地，该电路控制5包括指令电流运算电路51和电流跟踪控制电路52，其中，该指令电流运算电路51的一端分别通过第一电流互感器55与负载3的电路进行连接，另外，在控制电路5的内部结构中，该指令电流运算电路51与电流跟踪控制电路52连接。
如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，该指令电流运算电路51包括复杂可编程逻辑器件(简称“CPLD”)510和一控制芯片511，具体地，该控制芯片511为TMS520F28555系统，以及数模转换器512，其中，该数模转换器512与电流跟踪控制电路52相互连接，通过该数模转换器512可以实现电流跟踪控制电路52和指令电流运算电路51的通信。另外，该数模转换器512与控制芯片511、CPLD器件510连接，实施中，电流跟踪电路控制电路52将模拟信号通过数模转换器512转换为数字信号，控制芯片511采集该数字信号并生成PWM脉冲信号，根据该PWM脉冲信号，该CPLD器件510进行逻辑运算，产生补偿电流。
另外，该控制电路5还包括保护电路515，该保护电路515与CPLD器件510相连接，利用该保护电路515可以对该静止无功发生器1中出现短路、过流或者交流电源2发生电压过压时，通过CPLD器件510向控制芯片511发出信号，控制芯片511切断电路，从而起到保护静止无功发生器1的作用。
进一步地，该静止无功发生器1包括驱动电路6，该驱动电路6与电流跟踪控制电路52和主电路4相连接，具体地，该驱动电路6包括电源模块、驱动模块以及保护模块，电源模块与驱动模块和保护模块相连接，保护模块与PWM变流器相连接；其中，该电源模块为该驱动电路6提供正常工作时的电源；保护模块主要用于检测主电路4的电流和温度信号，当电流出现过流或温度过高等必要情况时，可以停止主电路4工作。
实施中，如图2中所示，交流电源2输出交流电源isa，isb，isc，该负载3的 电流为iLa，iLb，iLc，通过该第一电流互感器55，该指令电流运算电路51检测到负载3中的电流的相位和大小，并且通过该指令电流运算电路51计算出补偿电流，另外，通过电流跟踪控制电路52对主电路4中的输出电流进行检测，并且对主电路4中的电流icc，icb，ica进行调节，从而通过该指令电流运算电路51和该电流跟踪控制电路52以及驱动电路6将主电路4中的电流icc，icb，ica分别与负载iLc，iLb，iLa的电流相同，进而实现了对负载3的无功补偿。
    另外，该静止无功发生器1还包括显示装置，并且该显示装置包括LCM控制板和显示屏、操作键，该LCM控制板与控制电路2相连接，通过该控制电路2将信号输入至该LCM控制板，并且经过其处理后由该显示屏的显示出来，并且可以直接通过显示装置上的操作键的操作，通过该LCM控制板向控制电路2发出指令，从而实现对静止无功发生器1的某些参数的设置。                          
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (7)

1.一种静止无功发生器，所述静止无功发生器与所述交流电源和所述负载组成一个电路回路，其特征在于，包括：
用于提供无功补偿电流的控制电路，所述控制电路包括指令电流运算电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路一端与所述负载连接，所述指令电流运算电路另一端与所述电流跟踪控制电路连接；
用于驱动主电路的驱动电路，所述驱动电路与所述电流跟踪控制电路相连接；
主电路，所述主电路包括一电压型PWM变流器，所述PWM变流器包括交流侧电路和直流侧电路，所述交流侧电路的通过电抗器与所述交流电源连接；所述主电路还与所述驱动电路连接。
2.根据权利要求1所述的静止无功发生器，其特征在于，所述主电路包括一继电回路，所述继电回路包括断路器、第一交流接触器、第二交流接触器，所述第一交流接触器和所述第二交流接触器并联在所述断路器和所述电抗器之间，所述电抗器与PWM变流器相连接。
3.根据权利要求2所述的静止无功发生器，其特征在于，所述PWM变流器为三相全桥PWM变流器。
4.根据权利要求1所述的静止无功发生器，其特征在于，所述驱动电路包括电源模块、驱动模块和保护模块，所述电源模块与所述驱动模块和所述保护模块相连接，所述保护模块与所述PWM变流器相连接。
5.根据权利要求1所述的静止无功发生器，其特征在于，所述指令电流运算电路包括复杂可编程逻辑器件、控制芯片，数模转换器，所述复杂可编程逻辑器件与保护电路连接；所述数模转换器与所述复杂可编程逻辑器件、所述控制芯片连接，所述指令电流运算电路通过所述数模转换器与所述电流跟踪控制电路连接。
6.根据权利要求1所述的静止无功发生器，其特征在于，所述指令电流运算电路通过第一电流互感器与所述负载连接。
7.根据权利要求1所述的静止无功发生器，其特征在于，所述静止无功发生器还包括显示装置，所述显示装置的控制面板与所述控制电路连接。
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