[实用新型]具有无功补偿的谐波治理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统设备，尤其涉及一种具有无功补偿的谐波治理装置。

技术背景

目前，对于产生无功电流负荷主要通过在负荷两端并联一定容量的电容器或串联一定的电抗器；针对变化的负荷，目前主要采用电容器、电抗器分组投切的方案，如隶属于静态无功补偿器(SVC)的晶闸管控制电容器(TSC)、晶闸管控制电抗器(TCR)等。

上述方案普遍存在欠补偿和过补偿问题及切换过程的振荡问题，还可能在系统中产生谐振现象。对于非线性负荷引起的谐波污染问题，目前主要采用电感和电容组成的相应频率的无源滤波器来消除谐波的影响。如负荷电流包含多种谐波成分，则针对不同频率的谐波都要设置相应的谐振电路，这将增加系统的复杂性，降低可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种具有无功补偿的谐波治理装置，它可运行于三相平衡与不平衡系统，且发生单相故障时，非故障相能继续运行，可补偿中线电流，并使三相控制策略一致，降低了控制的复杂度，可完全补偿中线电流，电能转换效率大于95％。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：具有无功补偿的谐波治理装置，其特征在于，包括三相独立的谐波治理单相主电路，所述的谐波治理单相主电路包括依次相连的单相逆变全桥直流侧电压支撑电容器组、单相逆变全桥电路、高频滤波电路、无源低通滤波器和谐波治理并网电路，其中：

单相逆变全桥直流侧电压支撑电容器组，包括与并联的第一大容量、高电压电解电容Cd1、第二大容量、高电压电解电容Cd2、第三大容量、高电压电解电容Cd3、第四大容量、高电压电解电容Cd4、直流侧电容能量释放电阻R串联的直流侧电容快速熔断器F1；

单相逆变全桥电路，包括直流侧突波吸收电容Cs、第一、第二、第三、第四大功率开关S1、S2、S3、S4，所述的第一、第二大功率开关S1、S2串联后并联在直流侧突波吸收电容Cs的两端，所述的第三、第四大功率开关S3、S4串联后并联在直流侧突波吸收电容Cs的两端，其中，直流侧突波吸收电容Cs的两端为输入端，第一大功率开关S1和第二大功率开关S2的中间结点为第一中间结点N1，第三大功率开关S3和第四大功率开关S4的中间结点为第二中间结点N2，第一中间结点N1和第二中间结点N2为输出端；

高频滤波电路，包括依次连接的低通滤波器、差模滤波电抗器L、脉冲群抑制器，该低通滤波器包括若干电感、电阻和电容；

无源低通滤波器，包括一第三电容C，它串联在脉冲群抑制器的一输出端上；

谐波治理并网电路，包括装置保护快速熔断器F2和单相并网断路器S，装置保护快速熔断器F2的一端与第三电容C的输出端相连，另一端与单相并网断路器S相连。

所述的低通滤波器包括依次串联的第一电感L1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2和第二电感L2，其中，第一电感L1的一端与第一中间结点N1相连，另一端还与差模滤波电抗器L的一输入端相连，第二电感L2的一端与第二中间结点N2相连，另一端还与差模滤波电抗器L的另一输入端相连。

所述的第一、第二、第三和第四大功率开关S1、S2、S3、S4均为绝缘栅双极性晶体管IGBT。

所述的直流侧突波吸收电容Cs为聚乙烯薄膜高频电容。

所述的差模滤波电抗器L为采用高频非晶铁心构成的差模滤波电抗器。

所述的第三电容C和差模滤波电抗器L之间的谐振频率为5至6倍的工频频率。

所述的单相并网断路器S带有电动操作部分和快速脱励部分以达到通过电信号控制谐波治理装置并网或脱网操作。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：具有无功补偿的谐波治理装置通过三相独立的谐波治理单相主电路，采用了新型的结构，降低了控制的复杂度，可完全补偿中线电流，电能转换效率大于95％，三单相逆变全桥电路中C、L发生谐振，降低直流侧电压，同时也降低装置的电磁干扰。

附图说明

图1是本实用新型谐波治理单相主电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的具有无功补偿的谐波治理装置，包括三相独立的谐波治理单相主电路，该谐波治理单相主电路包括依次相连的单相逆变全桥直流侧电压支撑电容器组1、单相逆变全桥电路2、高频滤波电路3、无源低通滤波器4和谐波治理并网电路5，其中：