[发明专利]采用机械开关的链式STATCOM链节单元旁路结构

权利要求书

1.一种采用机械开关的链式静止同步补偿器STATCOM链节单元旁路结构，其特征在于，静止同步补偿器STATCOM主电路采用H桥级联的链式结构，并由机械开关构成链节单元旁路结构，其中

链式STATCOM装置包含换流链、连接电抗器、主控制器、避雷器、电流传感元件和冷却系统，其中，链式STATCOM装置换流链是由多个相同结构的链节单元串联而成；

所述链节单元，由可关断器件实现换相，直流侧储能元件为采用电容器的换流器；

所述连接电抗器的作用是滤出换流链产生的高次谐波电流，实现链式STATCOM与系统之间的能量交换；

所述控制器用来控制链式STATCOM装置的运行和操作；

所述避雷器与换流链两端并联使用，用于实现换流链的过电压保护；

所述电流传感元件串联于换流链，用于电流检测；

所述冷却系统用于实现换流链的冷却；

所述机械开关设计为交流、户内、单相操作的结构，主要包括进出线端(导电体)、真空开关管、绝缘支撑、绝缘拉杆、磁力操作机构以及控制回路等，根据装置的控制策略，机械开关是在装置闭锁无输出电流的条件下进行分合闸操作的，因此，机械开关不需要灭弧能力，真空开关管可以不需要专门的灭弧室，大大减小了机械开关的体积，便于链式STATCOM装置实现紧凑化。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于

所述机械开关采用直动式垂直布置，从而减少机械传递环节以提高开关的合闸速度，在链节单元发生故障时，机械开关能够快速闭合，减少装置因链节故障而闭锁时间，从而降低对系统的影响。

3.如权利要求2所述的结构，其特征在于

所述机械开关为自动分合闸，并且配置有手动分闸操作，采用磁力操作机构，电磁操动，永磁保持，无机械保持及脱扣装置，具体操作方法为：控制电源先通过电源模块给电容器充电，使其储存足够的能量；当需要进行机械开关操作时，控制器发出合闸信号，控制回路的开关合闸接点闭合，合闸回路导通，电容器就向磁力操作机构的电磁线圈放电，线圈带电后驱动真空管进行合闸操作；

所述磁力操作机构由永磁体、动铁心和合闸线圈构成，正常工作时磁力操作机构的工作位置为分闸位置。合闸时，合闸线圈通过电流，产生的磁场增加了下面磁路的磁场强度，通 过下面气隙的磁力线增多，对动铁心下端产生的吸力增加，通过主轴、拉杆作用在真空开关管触头上，使真空开关管触头由分闸位置变为合闸位置。当动铁心到达最终位置时，通过控制回路使得合闸线圈不再有电流通过。

4.如权利要求1所述的结构，其特征在于

由机械开关构成的链节单元主要包括：直流电容、H桥电路、放电电路、旁路电路、取能电源、驱动电路和单元控制器；

所述直流电容起到电压支撑作用，并作为取能电源的输入电源；

所述H桥电路是链节单元的核心电路，根据控制器指令输出补偿电压；

所述放电电路主要用于为直流母线电容提供过压保护，紧急和正常退出时直流电容放电；电路主要由放电IGBT(Qd)与放电电阻Rd串联构成，当直流母线电压超过整定的阈值之后，放电IGBT导通，通过放电电阻给直流母线电容放电；

所述旁路电路为整个链节提供保护，当链节单元正常运行时，H桥电路投入工作，旁路电路退出运行；当链节单元内部发生特定故障时，信号上报给主控制器，主控制器经过判断发出命令，封锁H桥电路，同时旁路电路开通，输出电流转移至旁路部分，实现故障链节退出功能。