[实用新型]一种低压动态无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无功补偿装置，尤其涉及一种低压动态无功补偿装置。 

背景技术

在工业负荷发达的电网，日耗电量巨大，负荷呈非线性和冲击性，引发了多种电能质量问题，主要包括功率因素低、谐波含量高、三相不平衡、功率冲击、电压闪边和电压波动。 

电网的谐波和无功问题日期突出，整个供配电系统的安全运行存在较大隐患。因此，世界各国电力系统，近年来纷纷采用了无功补偿装置和谐波治理装置来提高电网4的电能质量，同时由于电能质量的提高，也使电力系统和工矿企业获得了丰厚的回报。 

传统的无功补偿装置，因响应速度慢及机械触电经常烧损的原因，无法满足用户的无功补偿需求。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种低压动态无功补偿装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压动态无功补偿装置，包括控制系统、IGBT功率变换器、滤波电抗器；所述滤波电抗器和IGBT功率变换器均与控制系统相连，且所述控制系统是由软起接触器、软起电阻、主接触器、外部电流互感器、信号调理板、FPGA控制器组成；且所述IGBT功率变换器由级联多电平功率变换器和IGBT驱动器组成。 

所述滤波电抗器一端与控制系统的外部电流互感器相连，另一端与IGBT功率变换器的级联多电平功率变换器相连。 

所述软起接触器和软起电阻串联后与主接触器并联，并联后一端与快速熔断器相连，另一端则与所述外部电流互感器相连。 

所述级联多电平功率变换器一端与控制系统的直流电容器相连，另一端则与IGBT驱动器相连。 

所述控制系统的直流电容器、直流电压传感器、信号调理板、FPGA控制器依次连接，且所述直流电容器与级联多电平功率变换器连接，所述FPGA控制器与IGBT驱动器连接。 

低压动态无功补偿装置，首先通过软起接触器和软起电阻进行软启动，当电容电压升至80%额定值时，主接触器闭合，再通过PWM调制使电容电压升至额定值。动态无功补偿装置正常工作时通过外部电流互感器实时采集电源电流和电压信号送至信号调理电路，再通 过FPGA控制器提取出所有的谐波和无功电流，经过调制后输出到驱动电路触发级联多电平IGBT变换器，通过对功率变换器的控制，可以调节功率变换器的输出电压，进而调节电抗器上的电流，使动态无功补偿装置吸收及发出满足需求的无功电流，实现动态无功补偿的目的；同时可以使动态无功补偿装置产生与指令谐波电流大小相等、相位相反的电流注入电网，使电源侧电流波形成为正弦，实现滤除谐波的功能。 

本实用新型动态无功补偿装置，可应用于远距离电力传输，城市二级变电站，电弧炉，轧机、提升机重工业负载，电力机车供电，风电场领域；和现有技术相比，具有如下优点： 

a、采用了以IGBT功率变换器作为功率半导体器件的有源滤波技术，具有响应速度快、可靠性高、动态跟踪滤除各次谐波的特点，滤波性能具备不受系统参数变化的影响、无谐波放大危险的突出优点，可改善电能质量，是动态无功补偿和谐波治理的首选节能解决方案； 

b、该动态无功补偿装置具有快速调节无功功率的功能，可以有效维持负荷侧电压，提高供电系统的电压稳定性；可抑制电压波动与闪变；能跟随负荷无功的变化，实现无功功率的动态补偿，使线路损耗降到最低，充分提供了发、输、供电设备的利用率，达到节能降耗的效果； 

c、安装该动态无功补偿装置，不但可以在正常状态下补偿线路的无功功率，而且可以在系统故障情况下，提供及时快速的无功调节，阻尼系统震荡，提高输电系统稳定性，从而有效提高线路输电容量。 

附图说明

图1为本实用新型动态无功补偿装置的结构示意图。 

图中：10、快速熔断器；11、软起接触器；12、软起电阻；13、主接触器；14、外部电流互感器；15、信号调理板；16、FPGA控制器；17、直流电容器；18、直流电压传感器；21、级联多电平功率变换器；22、IGBT驱动器；3、滤波电抗器；4、电网；5、电流互感器；6、电压互感器；7、负载7。 

具体实施例

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。