[实用新型]一种宽电压大容量混合型无功补偿装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种无功补偿装置，尤其涉及一种宽电压大容量混合型无功补偿装置。

背景技术

在工业和生活用电负载中，组感负载占有很大比例，比如：异步电动机、变压器、荧光灯等，这些负载运行所消耗的无功功率在电力系统提供的无功功率中占有很大的比例。另外电力系统的电抗器、架空线等也消耗一些无功功率。传统的无功补偿装置由于响应速度慢、补偿精度低，已不能满足电力系统的无功需求。又由于电力系统中铁磁设备、电弧设备以及电力电子设备等非线性负载的大量使用产生了大量谐波，谐波容易使电网和补偿电容器之间发生并联或串联谐振，增加了对电力系统安全运行的危害，严重影响了电能质量。在此环境下，对补偿装置的响应速度、补偿精度及谐波抑制或滤除能力的要求越来越高。静止式无功发生器虽能达到较好的补偿效果，但其造价较高，输出电压等级也受到所应用的电力电子器件耐压等级的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种宽电压大容量混合型无功补偿装置，它具有响应速度快、补偿精度高、谐波抑制或滤除能力强的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种宽电压大容量混合型无功补偿装置，它包括数字化智能控制单元，数字化智能控制单元控制自动分组无功补偿装置和静止式无功发生器的工作，所述静止式无功发生器的驱动电路通过光纤与数字化智能控制单元连接，所述自动分组无功补偿装置包括至少一组串联的电抗器和电容器；各组串联的电抗器和电容器并联之后和静止式无功发生器并联接入电网。

所述自动分组无功补偿装置采用分级补偿的方式。

所述自动分组无功补偿装置使用永磁投切开关。

所述数字化智能控制器控制自动分组无功补偿装置中的永磁投切开关。

所述静止式无功发生器为多重拓扑结构或链式拓扑结构。

所述数字化智能控制单元采用基于DSP+ARM的全数字控制系统。

所述静止式无功发生器的功率模块与冷却系统连接。

所述冷却系统包括强制风冷系统或水冷系统；强制风冷系统采用变频调速电机；水冷系统中配置智能阀门。

本实用新型的宽电压大容量混合型无功补偿装置由自动分组无功补偿装置、静止式无功发生器、数字化智能控制单元、冷却系统四部分组成。自动分组无功补偿装置各分组采用电抗器与电容器串联的方式，各分组并联后再与静止式无功发生器并联接入电网。数字化智能控制单元是宽电压大容量混合型无功补偿装置核心控制单元。冷却系统主要是为静止式无功发生器所采用的功率模块冷却降温。

自动分组无功补偿装置采用分级补偿的方式，各分组采用电容器专用永磁投切开关，分组补偿容量可根据电网实际无功负荷的变化情况选择等容量补偿或不等容量补偿。采用的电容器专用永磁投切开关为现有开关装置。

静止式无功发生器有多重化拓扑结构和链式拓扑结构两种结构可选。多重化拓扑结构的静止式无功发生器采用PWM技术对电网波形进行脉宽调制，利用IGBT单元产生高频波形，能产生正弦度很高的基波但自身不产生谐波，也能产生高次谐波，因此滤波效果良好。其电路形式为三相或单相桥式功率单元并联，通过升压变压器实现高电压输出。链式拓扑结构的静止式无功发生器采用H桥式功率单元串联技术，通过三相星形接法或角形接法实现高电压大容量输出，最高电压等级可到35kV，最大容量可到15MVar。

数字化智能控制单元是宽电压大容量混合型无功补偿装置核心控制单元，采用基于DSP+ARM的全数字控制系统，响应控制速度快，最快可达5ms。控制单元通过光纤与静止式无功发生器的驱动电路连接，实时性强，可靠性高。数字化智能控制单元为现有控制单元，在此不再赘述。

冷却系统主要是为静止式无功发生器所采用的功率模块冷却降温，冷却系统有强制风冷和水冷两种方式，强制风冷系统中采用变频调速电机；水冷系统中配置智能阀门。冷却系统可实时监测静止式无功发生器中的功率模块的温度，并根据实际温度控制风冷系统中的变频调速电机的转速改变进风量大小或控制水冷系统中的智能阀门改变循环水流量大小，在满足冷却降温的同时降低了冷却系统的功耗。水冷系统中还配置有循环水杂质自动过滤装置，使得水冷系统中的循环水可采用普通自来水而无需采用纯净水或蒸馏水。