CN2884648Y - 高压静止动态无功功率补偿装置的主回路 - Google Patents

高压静止动态无功功率补偿装置的主回路 Download PDF

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余龙海
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Abstract

本实用新型的名称是高压静止动态无功功率补偿装置的主回路，属于电工技术及电力电子技术领域。主要解决现有技术中采用高压晶闸管阀技术难度大、控制困难、成本高、可靠性差，且冷却困难，绝缘结构复杂，保护回路复杂的问题。本实用新型的特征是将电抗器与变压器原边绕组串联后接高压电源，变压器的副边绕组与一反向并联的晶闸管串联。本实用新型由于将高压分相控制变为低压分相控制，避免晶闸管控制器件直接承受主电路的高电压，因而只需要采用单管或少量串、并联，就可解决相控问题，从而达到控制系统简单，触发容易，功率单元方便，性能稳定可靠。

Description

高压静止动态无功功率补偿装置的主回路
技术领域：
本实用新型属于电工技术及电力电子技术领域，具体是一种晶阀管控制电抗器型静止动态无功功率补偿装置(简称TCR)
背景技术：
在电力变电站、电炉炼钢、连铸连轧等工业领域，需要采用大容量TCR型的动态无功功率补偿装置(SVC)来调节系统无功，消除电压波动与闪变。目前，应用较多的晶闸管控制电抗器型高压静止动态无功功率补偿装置(TCR)是将相控电抗器与高压晶闸管阀直接串联之后接入电网，控制装置通过控制高压晶闸管阀的触发角来调节TCR的无功功率实现静止动态无功功率的补偿与调节，从而消除电力系统电压波动与闪变，增强系统稳定性。但是传统的TCR存在一定的缺点：①采用高压晶闸管阀，技术难度大，控制困难，成本高，可靠性差；②高压晶闸管阀冷却困难，绝缘结构复杂；③触发一致性差，技术难度大；④晶闸管阀的保护回路复杂。
发明内容：
本实用新型的目的在于，克服现有TCR技术存在的不足，提供一种新型TCR高压静止动态无功功率补偿装置的主回路，用于电力系统的动态无功补偿，实现感性无功功率的快速连续调节；将高压分相控制变为低压分相控制，从而使装置控制简单，冷却方便，性能稳定可靠。
本实用新型的技术方案是：一种晶阀管控制电抗器型高压静止动态无功功率补偿装置的主回路，包括电抗器L、变压器T和晶闸管S，其特征是电抗器L与变压器T原边绕组串联后接高压电源，变压器T的副边绕组的两端分别与反向并联的晶闸管S的两端连接。
上述技术方案中所说的变压器T的三相原边绕组为星形连接，进线端分别与三个相控电抗器L串联后接高压电源，三相变压器T的副边绕组接星形或三角形，连接后引出三相线，与三角形接法的三组反向并联晶闸管S相连接。
上述技术方案中所说的变压器T的三个原边绕组分别与三个相控电抗器L串联后形成主回路三角形连接。
本实用新型的TCR装置优点在于：不但具有无功功率连续可调，响应速度快等优点，还使得装置避免晶闸管控制器件直接承受主回路的高电压，因而只需要采用单管或少量串、并联，就可以解决相控问题，从而达到控制系统简单，触发容易，功率单元冷却方便，性能稳定可靠的目的。
附图说明：
图1是本实用新型的原理图；
图2是一种高压侧接为Y形接法的TCR主回路；
图3是一种高压侧接为Δ接法的TCR主回路；
图4是一种适用于大型电弧炉的TCR型SVC装置主回路
具体实施方式：
图1是本实用新型的单线原理图，相控电抗器L与变压器T的原边高压绕组串联后，通过断路器接入高压电网，变压器T的副边低压绕组的两端分别与反向并联晶闸管S的两端相连接，由图1可知，控制用反向并联晶闸管S与高压电路没有直接的电气连接，动态无功功率补偿调节在变压器T的副边低压侧实现，高电压的耐压是在变压器T的原边高压绕组侧，设计时可以选定变压器T的电压变比，使变压器T的副边电压在单只晶闸管或者少量串联后的晶闸管阀的耐受电压范围之内，从而可以采用反向并联的单管或少量串联后的管阀实现分相控制，控制原理与传统的TCR控制原理相同，只是避免了晶闸管与高压电网直接相连，从而免去了一系列复杂的隔离、触发、保护等措施，冷却也可以直接采用普通水冷或强制风冷，从而使系统变得简单可靠。
图2是一种高压侧接法为星形接法的TCR主回路，该方案的三相相控电抗器L与三相变压器T原边高压绕组分别串联后连接成星形电路，副边低压绕组在变压器T内部形成星形或三角形连接，由三个端子引出，与三角形连接的三组反向并联的晶闸管S连接，从整体上看，主线路简单、控制安装方便容易。
图3是一种完全按照传统TCR主线路结构搭建的主回路，该方案的三相相控电抗器L与三相变压器T原边高压绕组分别串联后连接或三角形连接，变压器T的每个副边低压绕组分别与反向并联的晶闸管S的两端连接，控制原理与传统TCR完全一致，该方案主回路接线相对复杂。
图4是一种TCR型SVC装置的实施例，适用于大容量的电弧炉的消谐与动态无功功率补偿，图中，电网电压为35KV，四路单调谐滤波及无功功率补偿回路FC，通过开关接高压电网，分别谐振于2次、3次、4次、5次谐波频率，其主要功能是滤除2、3、4、5次谐波的同时，对电炉M变压器补偿固定容量的容性无功功率；电炉M通过变压器和开关接高压电网，图2结构的主回路通过开关接高压电网，当电炉M负荷较轻时，四路单调谐滤波及无功功率补偿回路FC对电网的容性过补偿，这时控制TCR的感性补偿容量，来实现系统无功功率平衡，当电炉M有单相灭弧情况时，将使系统三相不平衡，TCR也可以通过分相控制补偿容量来改善三相不平衡状况，其具体工作原理是：无功功率调节装置测量电炉变压器的电流、电压及相角等参数，通过计算电路算出需要的无功功率补偿量以及对应的反向并联晶闸管的导通角，并发出相应的触发脉冲，触发晶闸管实现感性无功功率的动态补偿。

Claims (3)

1、一种高压静止动态无功功率补偿装置的主回路，包括电抗器L、变压器T和晶闸管S，其特征是电抗器L与变压器T原边绕组串联后接高压电源，变压器T的副边绕组的两端分别与反向并联的晶闸管S的两端连接。
2、如权利要求1所述的高压静止动态无功功率补偿装置主回路，其特征是所说的变压器T的三相原边绕组为星形连接，进线端分别与三个相控电抗器L串联后接高压电源，三相变压器T的副边绕组接星形或三角形，连接后引出三相线，与三角形接法的三组反向并联晶闸管S相连接。
3、如权利要求1所述的高压静止动态无功功率补偿装置主回路，其特征是所说的变压器T的三个原边绕组分别与三个相控电抗器L串联后形成主回路三角形连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074961A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 中电普瑞科技有限公司 采用串联公共电抗器配置的分级式可控并联电抗器装置
CN104600712A (zh) * 2014-12-14 2015-05-06 励春亚 降压式高压tcr

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