CN202840300U - 可移动高压大容量链式statcom系统集装箱结构 - Google Patents
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Abstract
可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，包括：两个并联的链式STATCOM系统，每个系统，包括三相链式H桥功率单元组，每单元组包括串联的若干个H桥功率单元，再加上两端各一个电抗器，每单元组安置在一个阀组集装箱中，每单元组的两个电抗器上下放置，安置在集装箱外，两个并联系统可分别通过QF1和QF2两个高压开关与35kV电网直挂；链式STATCOM系统集装箱共7个，6个为阀组集装箱，1个为控制集装箱。本实用新型造价低、散热好，方便不同电压和不同容量的STATCOM批量生产，且结构紧凑，安装、调试、维修、拆卸及运输都相当放便，野外放置安装简单，还便于功率扩展和安全运行，可满足大容量装机需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种链式静止同步补偿器（STATCOM）系统结构，尤其是涉及一种可移动集装箱式的35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统结构。
背景技术
随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，电能需求量日益增加，发电设备的容量及其出力不断增大，同时供电范围也相应扩大，并逐渐向大型联合电力系统发展。为满足日益增长的电能需求，电力系统发生了许多新变化，例如，电网电压等级的升高，电力系统的互联，大容量发电机组的普遍应用，远离负荷中心的水电厂、坑口电厂、核电厂的涌现，负荷容量的集中，直流输电和新型电力电子控制装置的应用。这些新变化对于合理利用能源，提高经济效益和保护环境都有重要意义。但受环境和建设成本的限制，电网结构却相对薄弱，发电设备储备量较少，系统经常运行在重负荷条件下，这给电力系统的安全运行带来不少问题，其中之一便是电压不稳定或电压崩溃引起的局部丢失负荷或大面积停电。
电压稳定是电力系统稳定性研究中的一项重要课题。电力工业的市场化变革和近几年世界范围内多次发生的大停电事故，使得电压稳定问题受到电力工业界和学术界的高度关注。研究加强受端电压支持和事故应急措施，避免恶性电压崩溃事故的发生，具有特别重要的意义。
各国都对此投入研究，试图寻找电压失稳的机理和控制手段。柔性交流输配电FACTS(Flexible AC Transmission System)技术的出现带来了新的控制技术和手段。其中，静止同步补偿器STATCOM受到了高度重视，随着电力电子技术和大功率器件制造技术的发展，STATCOM设备日趋成熟，为电力系统的安全稳定运行发挥着日益重要的作用。
目前已经研制成功以及正在运行的输电系统用的STATCOM装置所使用的功率器件大多为IGBT，多用于电压及容量较小的配电系统。而高压（35kV）大容量（±200Mvar）需采用IEGT高压大功率器件。
在现有技术中，STATCOM系统结构都是小型框架结构，或是控制柜体，放置在机房内部，这样造价高，需要二次散热。
另外，现有技术中的功率单元都是框架现场组装结构，没有实现模块化结构，不方便不同电压和不同容量的STATCOM批量生产，这样造成安装、调试、维修都不放便。
还有，在现有技术中，链式STATCOM不便于功率扩展和安全运行。
在现有技术中，尚缺采用IEGT高压大功率器件、35kV高压，±200Mvar大容量的链式STATCOM。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其造价低、散热好，方便不同电压和不同容量的STATCOM批量生产，且结构紧凑，安装、调试、维修、拆卸及运输都相当放便，野外放置安装简单，还便于功率扩展和安全运行，可满足大容量装机需要。
解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：
可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其特征是：
包括：两个并联的链式STATCOM系统见图1，每个链式STATCOM系统，见图2，包括三相链式H桥功率单元组，每相链式H桥功率单元组包括串联的若干个H桥功率单元，再加上两端各一个电抗器，每相链式H桥功率单元组安置在一个阀组集装箱中，每相链式H桥功率单元组的两个电抗器上下放置，安置在所述的阀组集装箱外，两个并联的链式STATCOM系统可分别通过QF1和QF2两个高压开关与35kV电网直挂；链式STATCOM系统集装箱共7个，6个集装箱为阀组集装箱，1个为控制系统集装箱（13），见图3。
所述的毎个阀组集装箱，见图4和图7（图4的侧视），阀组集装箱（1）的顶部设有3组水风换热器（2），侧壁上设有铰接门和一逃生门（5），一端面壁上设有穿墙套管（6）方便穿线；
所述的阀组集装箱（1）上安装的设备包括：
空调（4），设在阀组集装箱顶的一端；
水冷主机（7），设在阀组集装箱内的另一端，与空调（4）以阀组集装箱外部水管（3）连通；
阀组单元（8），位于阀组集装箱内，以绝缘柱（28）顶起并从阀组集装箱内的另一端起沿阀组集装箱长度方向5列排放；
水冷控制柜（10），设在阀组集装箱内水冷主机和阀组单元之间，且三者以阀组集装箱内部水管（9）连通；
脉冲柜（11）和电源隔离柜（12），依次位于水冷控制柜（10）与水冷主机之间；
所述的水风换热器（2）参见图5和图6，毎个水风换热器包括：三组电机（2-2）和风扇（2-1）给散热水管箱（2-3）散热。
所述的控制集装箱（13）内装有的设备包括：
依次从控制集装箱内的一端起沿控制集装箱长度方向排列的装置控制柜Ⅱ（14）、装置控制柜Ⅰ（15）、系统控制柜（16）、系统监控柜（17）、远程监控柜（18）、故障录波柜（19）、直流屏Ⅲ（20）、直流屏Ⅱ（21）、直流屏Ⅰ（22）、低压配电Ⅲ（23）、低压配电Ⅱ（24）、压配电Ⅰ（25）、PS电源柜Ⅰ（26）和PS电源柜Ⅱ（27）。
本STATCOM的H桥逻辑电路为现有技术，其H桥电路和H桥结构已另外申请了专利。H桥电路专利已授权，专利号为ZL201020128033.1；H桥结构包括两个IEGT相模块、两个电容模块、电压撬杠模块和旁路模块，参见图9和图10，其中主要包括两个IEGT相模块（已授权发明专利，专利号为ZL2010101216772），见图11。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1）35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组，为户外集装箱结构，不必专设厂房，使用户大大降低造价，便于运输、现场安装和调试及维护；
2）35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统，采用了集装箱、H桥和IEGT相模块等模块化结构，便于组装、调试和维护，更适合系列和批量生产，这是一项重大的原理结构创新；
3）35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组，为高压大容量电子电力装备，采用水风换热联合冷却系统，解决了高压大容量功率阀组的散热技术难题，具有实用价值；
4）本35kV±200Mvar链式STATCOM系统，属于高压大容量电力电子装备，其系统采用集装箱结构，解决了耐压、防潮和安全等关键问题；结构进一步优化，确保电气单元连接的准确性、合理性；装载方式有所改变，保证电气原件更新及优化后的合理安装，安装牢固，承载能力强，方便长途运输。
5）结构合理紧凑，集成度高，可满足大容量装机要求。
附图说明
图1为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的原理框图；
图2为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组集装箱配置框图；
图3为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组集装箱室外配置图；
图4为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组集装箱内部结构图；
图5为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组集装箱外部结构图；
图6为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统的阀组集装箱水換热器结构图；
图7为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统阀组集装箱的内部结构侧视图；
图8为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM中的H桥逻辑电路图；
图9为本实用新型的本STATCOM H桥结构的前视图B0；
图10本STATCOM H桥结构的后视图B1；
图11本STATCOM H桥中的IEGT相模A10的结构图；
图12为本实用新型的可移动集装箱式35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统控制集装箱的内部配置图。
图中：1-阀组集装箱，2-水风换热器，2-1-风扇，2-2-电机，2-3-散热水管箱，3-集装箱外部水管，4-空调，5-逃生门，6-穿墙套管，7-水冷主机，8-阀组单元，9-集装箱内部水管，10-水冷控制柜，11-脉冲柜，12-电源隔离柜，13-控制集装箱，14-装置控制柜Ⅱ，15-装置控制柜Ⅰ，16-系统控制柜，17-系统监控柜，18–远程监控柜，19–故障录波柜，20-直流屏Ⅲ，21-直流屏Ⅱ，22-直流屏Ⅰ，23-低压配电Ⅲ，24-低压配电Ⅱ，25-低压配电Ⅰ，26-UPS电源柜Ⅰ，27-UPS电源柜Ⅱ，28-绝缘柱。
具体实施方式
如图1至图7，以及图12所示，本实用新型的可移动的35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统，包括：
两个并联的链式STATCOM系统，每个链式STATCOM系统包括三相链式H桥功率单元组，参见图1和图2，每相链式H桥功率单元组包括串联的26个H桥功率单元再加上两端各一个电抗器，每相链式H桥功率单元组安置在一个阀组集装箱中，六个相同的变流器集装箱1﹟～6﹟依次在户外现场排列，每相链式H桥功率单元组的两个电抗器上下放置，安置在集装箱外（参见图3），两个并联的链式STATCOM系统可分别通过QF1和QF2两个高压开关与35kV电网直联参见图1和图2。
参见图5，阀组集装箱1的一侧面设有3扇铰接门和一逃生门5，一端面壁上设有穿墙套管6方便穿线。
阀组集装箱1上安装的设备包括：
参见图4、图5，水风换热器2，设在集装箱顶的一端；空调4，设在集装箱顶的另一端；水冷主机7，设在集装箱内的一端，与空调4以集装箱外部水管3连通，参见图6，水风换热器2为：三组电机2-2和风扇2-1给散热水管箱2-3散热。
参见图4和图7，阀组单元8，位于集装箱内，以绝缘柱28顶起并从集装箱内的另一端起沿集装箱长度方向排列；水冷控制柜10，设在集装箱内水冷主机和阀组单元之间，且三者以集装箱内部水管9连通；脉冲柜11和电源隔离柜12，依次位于水冷控制柜10与水冷主机之间。
参见图12，控制集装箱，内装控制设备与链式STATCOM系统的所有设备有控制线连接，在户外现场单独放置，见图3，控制集装箱内装有的设备包括：
依次从集装箱内的一端起沿集装箱长度方向排列的装置控制柜Ⅱ14、装置控制柜Ⅰ15、系统控制柜16、系统监控柜17、远程监控柜18、故障录波柜19、直流屏Ⅲ20、直流屏Ⅱ21、直流屏Ⅰ22、低压配电Ⅲ23、低压配电Ⅱ24、压配电Ⅰ25、PS电源柜Ⅰ26和PS电源柜Ⅱ27。
图8至图11为本实用新型的可移动的35kV±200Mvar链式STATCOM双机并联系统内包括的现有技术设备图。
Claims (4)
1.一种可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其特征是：包括两个并联的链式STATCOM系统，每个链式STATCOM系统包括三相链式H桥功率单元组，每相链式H桥功率单元组包括串联的若干个H桥功率单元、再加上两端各一个电抗器；每相链式H桥功率单元组安置在一个阀组集装箱（1）中，每相链式H桥功率单元组的两个电抗器上下放置，安置在所述的阀组集装箱外，两个并联的链式STATCOM系统可分别通过QF1和QF2两个高压开关与35kV电网直挂；还设有一个控制集装箱（13）。
2.根据权利要求1所述的可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其特征是：所述的阀组集装箱（1）上安装的设备包括：
3组水风换热器（2），设在阀组集装箱（1）的顶部；
空调（4），设在阀组集装箱顶的一端；
铰接门和一逃生门（5），设在阀组集装箱（1）的一侧壁上；
穿墙套管（6），设在阀组集装箱（1）的一端面壁上；
水冷主机（7），设在阀组集装箱内的另一端，与空调（4）以阀组集装箱外部水管（3）连通；
阀组单元（8），位于阀组集装箱内，以绝缘柱（28）顶起并从阀组集装箱内的另一端起沿阀组集装箱长度方向5列排放；
水冷控制柜（10），设在集装箱内水冷主机和阀组单元之间，且三者以集装箱内部水管（9）连通；
脉冲柜（11）和电源隔离柜（12），依次位于水冷控制柜（10）与水冷主机之间。
3.根据权利要求2所述的可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其特征是：所述的水风换热器（2）包括：三组电机（2-2）和风扇（2-1）给散热水管箱（2-3）散热。
4.根据权利要求3所述的可移动高压大容量链式STATCOM系统集装箱结构，其特征是：所述的控制集装箱（13）内装有的设备包括：
依次从所述的控制集装箱内的一端起沿控制集装箱长度方向排列的装置控制柜Ⅱ（14）、装置控制柜Ⅰ（15）、系统控制柜（16）、系统监控柜（17）、远程监控柜（18）、故障录波柜（19）、直流屏Ⅲ（20）、直流屏Ⅱ（21）、直流屏Ⅰ（22）、低压配电Ⅲ（23）、低压配电Ⅱ（24）、压配电Ⅰ（25）、PS电源柜Ⅰ（26）和PS电源柜Ⅱ（27）。
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| US11050357B2 (en) | 2017-02-21 | 2021-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Modular multilevel power converter in which electronic components of the converter are arranged on different vehicles |
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2012
- 2012-08-02 CN CN201220384285XU patent/CN202840300U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN102842858B (zh) * | 2012-08-02 | 2015-09-09 | 广东电网公司东莞供电局 | 可移动高压大容量链式statcom系统集装箱结构 |
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Granted publication date: 20130327 Effective date of abandoning: 20150909 |
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