[实用新型]一种大容量铁路单相链式SVG装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单相链式SVG，特别是一种大容量铁路单相链式SVG。

背景技术

随着电力电子器件的发展，无功补偿设备广泛应用于电网、厂矿、铁路、风电、电力系统和电气传动领域，以控制系统无功或稳定系统电压使用。目前，比较先进的无功补偿装置SVG采用IGBT功率单元串联(H桥串联)多电平技术、数字控制技术、SPWM脉宽调制技术，具有高效节能、高功率因数及高可靠性等特点，SVG(Static Var Generator)，即高压静止无功发生器，又称作高级静止无功补偿器ASVC(Advanced Static Var Compensator)或静止补偿器STATCOM(Static Compensator)，是迄今为止性能最优越的静止无功补偿设备。

H桥串联多电平技术的发展为变流器的大容量化开辟了新的途径，电平数量越多，输出波形谐波失真越小，越接近于正弦输出，更适合大容量、高电压的场合。

目前，变频装置在输出电压降低时输出功率也等比的减小，在需要多电压等级恒功率输出的场合，只能选择多个变频调速装置来实现，通过一个变流器能够实现多电压等级恒功率输出的变流器还未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大容量铁路单相链式SVG装置，该装置通过变压器降压，多个功率单元串联后构成链，多个链并联，达到增大输出电流从而实现增加输出功率的目的。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种大容量铁路单相链式SVG装置，该装置由多个H桥功率单元串联组成链，每条链的电压为6KV；多条链并联再与降压变压器并联构成单相链式SVG装置。

所述的每条链输出功率为1倍额定功率。

额定输出功率为原来的2倍时，增加一组链，输出功率为2倍额定功率，每组链瞬时输出电流相同，为总额定电流的1/2。

额定输出功率为原来的n倍时，需要n组链，其输出功率为n倍，每组链瞬时输出电流相同，为总额定电流的1/n。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过多个功率单元的串、并联多种变换形式，实现低电压大容量的无功输出。

附图说明

图1是H桥功率单元的原理示意图；

图2是7个功率单元串联的拓扑图；

图3是两倍功率输出，每相由两条链相并联的拓扑图；

图4是n倍功率输出，每相由n条链相并联的拓扑图。

具体实施方式

见图2-图4，一种大容量铁路单相链式SVG装置，该装置由多个H桥功率单元串联组成链，每条链的电压为6KV；多条链并联再与降压变压器并联构成单相链式SVG装置。见图1，每个H桥功率单元由IGBT器件T1、T2、T3、T4构成，再并联电容器C。每条链输出功率为1倍额定功率。

额定输出功率为原来的2倍时，增加一组链，输出功率为2倍额定功率，每组链瞬时输出电流相同，为总额定电流的1/2。

额定输出功率为原来的n倍时，需要n组链，其输出功率为n倍，每组链瞬时输出电流相同，为总额定电流的1/n。

铁路单相电压是27.5KV，首先通过降压变压器将27.5KV电压降到6KV。

本实施例中，通过7个相同结构的H桥功率单元U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7串联后组成链，然后再将多条链并联，实现在6KV电压等级下提高电流输出。

在输出功率要求不高的情况下，可以采用一组链式SVG，7个H桥功率单元串联，控制器采样系统无功后，控制SVG输出无功，使系统功率因数提高。

当系统无功量大于一组SVG链所能输出无功时，可再并联一条链，两条链并联后，功率提高一倍，控制器采集系统无功，然后平均分配给每条链，每条链输出相同的无功。

当系统无功量为n条链的额定容量时，可以将n条链并联在一起，输出无功平均分配到每条链，总的系统容量为n*每条链的额定容量。

该方法需要满足的控制条件是：

1)各个功率单元组成的链额定电压为6KV，额定电流相同；

2)同一条链中的功率单元为串联形式，需要注意直流侧电压的平衡控制；

3)并联的各条链输出电流相等。

4)27.5KV变6KV变压器要有足够容量。

一种大容量铁路单相链式SVG装置，通过多个相同功率单元的串联和并联相结合的多种变换形式，通过增加减少投入的功率单元链增大输出功率，同时通过对各个功率单元链输出的电流、电压幅值、频率的一致性控制，输出电流每条链为整体的1/n平均分配，从而实现输出无功电流的稳定，避免谐振的发生。