[实用新型]一种基于高速自关断器件的三相静止无功补偿器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统的无功补偿方法。属电力系统应用技术领域。

背景技术

无功功率补偿对电力系统有着重要意义，对电力系统进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数，提高设备利用率，减小电网有功功率损耗，提高输电能力，平衡三相功率，为系统提供电压支撑，提高系统运行安全性。随着工业的发展，电力系统容量和规模的不断扩大，对电能质量的要求越来越高；如《应用能源技术》2006年第4期(总第100期)公开的“无功补偿装置的现状和发展趋势”中所述的SVC(静止无功补偿器)和SVG(静止无功发生器)取代了上个世纪普遍使用的同步调相机和开关投切电容器，成为了主要电力系统稳压控制、无功功率补偿设备。但是，SVC响应速度较慢、不能实现快速、平滑的无级补偿，易产生谐波、占地面积大等缺点；而SVG虽然能解决SVC的相关缺点，但是生产成本高、控制难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有无功补偿器的上述缺点，提供一种结构简单、控制简单、生产成本低的基于高速自关断器件的三相静止无功补偿器。

实现本实用新型目的的三相静止无功补偿器由六个IGBT模块、三个电抗器、三个电容器及三个电流电压采集装置构成。所述的六个IGBT模块中由三个IGBT模块构成上桥臂，另外三个IGBT模块构成下桥臂；所述上桥臂的三个IGBT模块的集电极各自分别穿过三个电流电压采集装置后为三相静止无功补偿器的外接端子；上桥臂的三个IGBT模块的发射极和下桥臂的三个IGBT模块的集电极以及三个电抗器的一端分别对应连接构成IGBT开关桥臂的全桥电路的中点。下桥臂的三个IGBT模块的发射极连接在一起；三个电抗器的另一端各自分别与三个电容器的一端连接；三个电容器的另一端连接在一起。

本实用新型的三相静止无功补偿器工作原理如下：

三相静止无功补偿器并联连接在三相电网中。

1、通过电流电压采集装置采集三相电网中的电压、电流信号，送给IGBT模块控制回路。

2、通过控制回路发出指令，调节上桥臂中三个IGBT工作模块的脉冲宽度，自动调整三相电网所需补偿无功。

3、下桥臂中三个IGBT模块与电抗器、电容器构成续流回路。

本实用新型的主要优点是：

1、利用IGBT作开关器件，调节输送到电网侧的三相无功电流的大小，对三相电网进行快速动态平滑无级的无功补偿，稳定电压，输出波形为正弦波。

2、续流回路中的电抗器，电感量小，生产成本低。

3、电路结构简单、控制方法比SVG相对来说简单许多，运行稳定可靠，解决了SVG无功发生器成本高、控制难度大的问题。

4、应用范围宽，可应用于各种电压等级的电网中。

下面结合实施例对本实用新型内容做进一步详细说明。

附图说明

图1本基于高速自关断器件的三相静止无功补偿器电路图

具体实施方式：

参见图1，本三相静止无功补偿器由六个IGBT模块T1、T2、T3、T4、T5、T6；三个电抗器L1、L2、L3；三个电容器C1、C2、C3及三个电流电压采集装置H1、H2、H3构成；所述的六个IGBT模块中由三个IGBT模块T1、T2、T3构成上桥臂，另外三个IGBT模块T4、T5、T6构成下桥臂；上桥臂的三个IGBT模块T1、T2、T3的集电极各自分别穿过三个电流电压采集装置H1、H2、H3后为三相静止无功补偿器的外接端子A、B、C；T1、T2、T3的发射极和下桥臂的三个IGBT模块T4、T5、T6的集电极以及三个电抗器L1、L2、L3的一端分别对应连接构成IGBT开关桥臂的全桥电路的中点U、V、W；下桥臂的三个IGBT模块T2、T4、T6的发射极连接在一起；；L1、L2、L3的另一端各自分别与三个电容器C1、C2、C3的一端连接；C1、C2、C3的另一端连接在一起。

本实施例是三相静止无功补偿器并联连接在矿山配电系统矿井提升机用户侧的就近无功补偿应用。

本实用新型的补偿步骤如下：

当矿井提升机启动时，电网有一个快速的电压降压扰动，矿山配电系统的电压瞬间下降。

1、通过电流电压采集装置H1、H2、H3采集三相电网中每一相的电压、电流信号，送给IGBT模块的控制回路。

2、通过IGBT模块控制回路发出指令，调节上桥臂中三个IGBT模块T1、T3、T5的脉冲宽度，自动调整三相电网所需补偿无功功率，使电网电压在10ms内得到快速恢复。