專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器，特別涉及一種用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，N+1型靜止同步補(bǔ)償器(STATC0M)，一般由多個(gè)功率單元級(jí)聯(lián)組成，例如對(duì)于IOkV系統(tǒng)，考慮到系統(tǒng)安全性，可以設(shè)計(jì)成11個(gè)或11個(gè)以上功率單元級(jí)聯(lián)組成，每相每個(gè)功率單元需承受至少1000V電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，由于N+1型靜止同步補(bǔ)償器有余量，故在某一功率單元出現(xiàn)故障時(shí)，必須停機(jī)更換，這導(dǎo)致功率單元工作的連續(xù)性較差，大大降低了設(shè)備的綜合利用率。中國(guó)第20101062423.1號(hào)發(fā)明專(zhuān)利和第201020700497. 5號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種采用機(jī)械開(kāi)關(guān)的單元旁路裝置。雖然該實(shí)用新型能夠旁路切除故障單元，從而在一定程度上保證功率單元運(yùn)行的連續(xù)性，但其機(jī)械開(kāi)關(guān)響應(yīng)速度慢，對(duì)電力系統(tǒng)沖擊大。中國(guó)第201020293970. 2號(hào)和第200620133847. 8號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種以單相二極管整流橋和可控硅SCR為主電路的旁路電路。雖然該實(shí)用新型可以有效地旁路故障單元，但是由于故障過(guò)程中，難免會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓過(guò)電流，會(huì)使可控硅極易損壞，無(wú)法提供可靠旁路。鑒于以上問(wèn)題，是由必要提供一種用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)以解決以上技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種安全可靠、操作方便的用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的混合旁路系統(tǒng)，該混合旁路系統(tǒng)包括相互并聯(lián)連接的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)為高壓真空接觸器，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管和過(guò)壓吸收電路，所述過(guò)壓吸收電路并接于所述反并聯(lián)晶閘管的兩端。所述過(guò)壓吸收電路包括串聯(lián)的吸收電阻Rb和吸收電容Cb ；所述高壓真空接觸器包括進(jìn)線(xiàn)端、出線(xiàn)端、真空開(kāi)關(guān)管、以及控制真空開(kāi)關(guān)管的磁力操作機(jī)構(gòu)和控制回路。一種應(yīng)用上述混合旁路系統(tǒng)的高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器，該補(bǔ)償器為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，包括換流鏈，每相換流鏈均由結(jié)構(gòu)相同的各鏈節(jié)單元串聯(lián)而成，所述每個(gè)鏈節(jié)單元包括直流電容C、H橋電路、旁路系統(tǒng)、直流電壓取能電路、驅(qū)動(dòng)電路、旁路系統(tǒng)觸發(fā)電路和單元控制器；所述H橋電路、直流電容C及直流電壓取能電路相互并聯(lián)連接，所述H橋電路的交流輸出端之間并聯(lián)所述旁路系統(tǒng)，所述直流電壓取能電路將所得到的控制電源提供給單元控制器和驅(qū)動(dòng)電路，所述單元控制器分別對(duì)H橋電路、直流電容、旁路系統(tǒng)進(jìn)行控制。[0011]所述H橋電路包括兩個(gè)相互并聯(lián)的橋臂，兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)作為交流輸出端，該兩個(gè)交流輸出端分別與旁路系統(tǒng)的反并聯(lián)晶閘管的陽(yáng)極和陰極相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)避免裝置頻繁退出；旁路電路安全可靠；半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)動(dòng)作快，減少對(duì)系統(tǒng)影響；機(jī)械開(kāi)關(guān)提供后備保障，合閘速度快。

圖1為本實(shí)用新型用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型旁路系統(tǒng)的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)做詳細(xì)描述請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于高壓的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器，所述靜止同步補(bǔ)償器STATC0M采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其包括換流鏈，每相換流鏈均由結(jié)構(gòu)相同的各鏈節(jié)單元串聯(lián)而成，所述每個(gè)鏈節(jié)單元包括直流電容C、H橋電路、旁路系統(tǒng)、直流電壓取能電路、驅(qū)動(dòng)電路、旁路系統(tǒng)觸發(fā)電路和單元控制器。所述H橋電路、直流電容C及直流電壓取能電路相互并聯(lián)，所述H橋電路包括兩個(gè)相互并聯(lián)的橋臂，兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)作為本鏈節(jié)單元的交流輸出端，所述交流輸出端之間并聯(lián)所述旁路系統(tǒng)，所述直流電壓取能電路將所得到的控制電源提供給單元控制器和驅(qū)動(dòng)電路，所述單元控制器分別對(duì)H橋電路、直流電容、旁路系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述驅(qū)動(dòng)電路對(duì)H橋電路中的IGBT器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。所述單元控制器采用 CPLD。所述旁路系統(tǒng)既包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，又包括機(jī)械開(kāi)關(guān)。其中，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)采用快速合閘機(jī)械保持的高壓真空接觸器，其包括進(jìn)線(xiàn)端、出線(xiàn)端、真空開(kāi)關(guān)管、磁力操作機(jī)構(gòu)和控制回路等。所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，即電力電子開(kāi)關(guān)，包括兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管和過(guò)壓吸收電路；所述H橋電路的兩個(gè)交流輸出端分別與所述的反并聯(lián)晶閘管的陽(yáng)極和陰極相連；所述過(guò)壓吸收電路由吸收電阻Rb和吸收電容Cb串聯(lián)而成，過(guò)壓吸收電路并接于所述反并聯(lián)晶閘管的兩端。旁路系統(tǒng)要求操作具有快速性，通流能力要求較高，一般要選擇基于電力電子器件的旁路手段。最簡(jiǎn)單的方一式為反并聯(lián)晶閘管結(jié)構(gòu)，但是單獨(dú)的反并聯(lián)晶閘管容易損壞；且晶閘管是不可控器件一旦導(dǎo)通不能控制其關(guān)斷，不能維持導(dǎo)通狀態(tài)。本實(shí)用新型中采用由電力電子開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)共同構(gòu)成的混合式旁路電路，如圖1所示，與以上幾種旁路方式相比，該電路安全可靠，響應(yīng)速度快。本實(shí)用新型機(jī)械開(kāi)關(guān)采用交流、戶(hù)內(nèi)、單相操作的結(jié)構(gòu)。進(jìn)、出線(xiàn)端和真空開(kāi)關(guān)管構(gòu)成開(kāi)關(guān)的主回路部分，磁力操作機(jī)構(gòu)和控制回路作為該機(jī)械開(kāi)關(guān)的控制回路及輔助回路，控制線(xiàn)圈的充放電，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的分合閘操作。具體操作方法為控制電源先通過(guò)電源模塊給電容器充電，使其儲(chǔ)存足夠的能量；當(dāng)需要進(jìn)行旁路操作時(shí)，主控制器向每個(gè)鏈節(jié)單元的單元控制器發(fā)出合閘信號(hào)，單元控制器再向該鏈節(jié)單元中旁路系統(tǒng)的控制回路發(fā)出合閘信號(hào)，控制回路的開(kāi)關(guān)合閘接點(diǎn)閉合，合閘回路導(dǎo)通，電容器就向磁力操作機(jī)構(gòu)的電磁線(xiàn)圈放，線(xiàn)圈帶電后驅(qū)動(dòng)真空管進(jìn)行合閘操作。旁路電路為整個(gè)鏈節(jié)提供保護(hù)，當(dāng)鏈節(jié)單元正常運(yùn)行時(shí)，H橋電路投入工作，旁路電路退出運(yùn)行；當(dāng)鏈節(jié)單元內(nèi)部發(fā)生特定故障時(shí)，信號(hào)上報(bào)給主控制器，主控制器經(jīng)過(guò)判斷發(fā)出命令，封鎖H橋電路，同時(shí)旁路電路開(kāi)通，其中反并聯(lián)晶閘管的動(dòng)作時(shí)間為微妙級(jí)，響應(yīng)速度快，機(jī)械開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間為毫秒級(jí)，保證故障鏈節(jié)可靠旁路，旁路的同時(shí)，輸出電流轉(zhuǎn)移至旁路部分，實(shí)現(xiàn)故障鏈節(jié)退出功能。其旁路結(jié)構(gòu)控制流程如圖2所示。以上所述僅為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的混合旁路系統(tǒng)，其特征在于該混合旁路系統(tǒng)包括相互并聯(lián)連接的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)為高壓真空接觸器，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管和過(guò)壓吸收電路，所述過(guò)壓吸收電路并接于所述反并聯(lián)晶閘管的兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的混合旁路系統(tǒng)，其特征在于所述過(guò)壓吸收電路包括串聯(lián)的吸收電阻(Rb)和吸收電容(Cb)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器的混合旁路系統(tǒng)，其特征在于所述高壓真空接觸器包括進(jìn)線(xiàn)端、出線(xiàn)端、真空開(kāi)關(guān)管、以及控制真空開(kāi)關(guān)管的磁力操作機(jī)構(gòu)和控制回路。
4.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的混合旁路系統(tǒng)的高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器，其特征在于該補(bǔ)償器為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，包括換流鏈，每相換流鏈均由結(jié)構(gòu)相同的各鏈節(jié)單元串聯(lián)而成，所述每個(gè)鏈節(jié)單元包括直流電容(C)、H橋電路、旁路系統(tǒng)、直流電壓取能電路、驅(qū)動(dòng)電路、旁路系統(tǒng)觸發(fā)電路和單元控制器；所述H橋電路、直流電容(C)及直流電壓取能電路相互并聯(lián)連接，所述H橋電路的交流輸出端之間并聯(lián)所述旁路系統(tǒng)，所述直流電壓取能電路將所得到的控制電源提供給單元控制器和驅(qū)動(dòng)電路，所述單元控制器分別對(duì)H橋電路、直流電容、旁路系統(tǒng)進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求4所述的同步補(bǔ)償器，其特征在于所述H橋電路包括兩個(gè)相互并聯(lián)的橋臂，兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)作為交流輸出端，該兩個(gè)交流輸出端分別與旁路系統(tǒng)的反并聯(lián)晶閘管的陽(yáng)極和陰極相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于高壓鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器及其混合旁路系統(tǒng)，該混合旁路系統(tǒng)包括相互并聯(lián)連接的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和機(jī)械開(kāi)關(guān)，所述機(jī)械開(kāi)關(guān)為高壓真空接觸器，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)包括兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管和過(guò)壓吸收電路，所述過(guò)壓吸收電路并接于所述反并聯(lián)晶閘管的兩端。本實(shí)用新型提供的旁路系統(tǒng)操作方便，且安全可靠。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202872382SQ20122053936
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者封磊, 茍銳鋒, 談龍成 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司, 中國(guó)科學(xué)院電工研究所