專利名稱：一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)無功補償技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式 靜止同步補償器。
背景技術(shù)：
隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，受端電網(wǎng)負(fù)荷集中地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重故障時，會由于 無功電壓支持能力不足、電壓難以恢復(fù)，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定被破壞，進(jìn)而造成電壓崩潰引起大面 積停電。在受端電網(wǎng)配置一定規(guī)模的電源，將有利于提供動態(tài)電壓支持，也有利于通道保持 較高的穩(wěn)定裕度，提高系統(tǒng)整體穩(wěn)定水平。動態(tài)無功補償裝置作為靈活的動態(tài)無功電源配 置手段，在提高電壓穩(wěn)定性方面作用明顯。根據(jù)特高壓電網(wǎng)規(guī)范研究成果，將來在受端電網(wǎng)會有多回大容量特高壓交、直流 線路受入大量電力，當(dāng)特高壓線路發(fā)生三相短路單相開關(guān)拒動等嚴(yán)重故障時，受端電網(wǎng)電 壓往往難以恢復(fù)，需要切負(fù)荷才能使系統(tǒng)保持穩(wěn)定。因此，為保證電網(wǎng)安全、避免大面積停 電，需要在受端電網(wǎng)，特別是直流落點附件配置一定容量的動態(tài)無功補償裝置，以提高受端 電網(wǎng)動態(tài)電壓支撐能力。靜止同步補償器(STATC0M)較好的解決了上述問題，它是一種新型靜止無功動態(tài) 補償裝置，由并聯(lián)接入系統(tǒng)的電壓源換流器構(gòu)成，其輸出的容性或感性無功電流連續(xù)、可調(diào) 且獨立于與系統(tǒng)連接點的電壓。SSTATC0M的無功電流輸出可在很大電壓變化范圍內(nèi)恒定， 在低電壓時仍能提供較強的無功支撐，并且可從感性到容性全范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，且具有占 地面積小，無功調(diào)節(jié)速度快，輸出諧波含量低，接入系統(tǒng)無諧振等優(yōu)點，結(jié)合我國的國情和 已有的技術(shù)，發(fā)展STATC0M應(yīng)是解決我國電壓穩(wěn)定問題的有效手段。隨著輸電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，無功需求和補償位置將來會發(fā)生改變，其它地點對無 功補償?shù)囊罂赡芡蝗痪o急增加，所以有必要建立一種移動式無功補償系統(tǒng)，可以向系統(tǒng) 緊急需要無功的地點快速轉(zhuǎn)移、安裝和投入運行。移動式STATC0M采用緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、便于運輸?shù)姆绞?，在壽命期?nèi)可快速轉(zhuǎn)移 安裝地點，可根據(jù)系統(tǒng)條件簡單配置即可投運的STATC0M裝置。由于受功率器件制造水平 及工藝的限制，要實現(xiàn)大容量的STATC0M裝置，其主電路結(jié)構(gòu)要采用級聯(lián)方式；目前，移動 式STATC0M主要包括三種結(jié)構(gòu)多重化結(jié)構(gòu)、多電平結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。多重化結(jié)構(gòu)的變壓器 成本高、損耗大、占地面積大；多電平結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)電容電壓平衡控制，開關(guān)頻率增高，開關(guān) 損耗增加，效率降低；因此，固定式和移動式STATC0M裝置大都采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。鏈?zhǔn)絊TATC0M的主電路是一種新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主電路的核心部分是鏈?zhǔn)?H橋 串聯(lián))結(jié)構(gòu)的電壓源換流器，每一相都是一個獨立的鏈節(jié)，由N個結(jié)構(gòu)完全相同的鏈節(jié)串 聯(lián)而成，每個基本單元是一個可輸出三電平的單相橋式電壓源換流器，N個鏈節(jié)串聯(lián)可得到 2N+1級的階梯電壓波形。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)STATC0M和輸出電壓波形如說明書附圖1所示。目前，英國已經(jīng)投運的1套移動式STATC0M裝置，主電路采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，每個鏈節(jié) 由四個GTO及續(xù)流二極管組成的單相橋式電壓源換流器構(gòu)成，設(shè)計成模塊化單元裝在集裝
4箱內(nèi)；但每個鏈節(jié)單元需要外加鏈節(jié)平衡輔助電路，需要輔助電源以實現(xiàn)直流電容電壓的 平衡，結(jié)構(gòu)不緊湊，占用面積大。國內(nèi)已經(jīng)投運的1套固定式STATC0M裝置，主電路也是鏈 式結(jié)構(gòu)，每個鏈節(jié)由四個IGCT器件組成單相電壓源換流器；但I(xiàn)GCT器件需要附加鉗位電路 限制陽極電感電壓，這些電路及元件所占體積很大，參數(shù)優(yōu)化困難，不利于緊湊化設(shè)計。以 上所述的STATC0M裝置，其鏈節(jié)單元的主功率器件為GTO和IGCT，在進(jìn)行鏈節(jié)單元設(shè)計時都 需要增加一些輔助電路，增加了單個鏈節(jié)的體積，不利于緊湊化設(shè)計，增大了裝置的占地面 積?；贗GBT的鏈?zhǔn)絊TATC0M裝置設(shè)計技術(shù)尚不成熟，國內(nèi)外尚未見到成熟的結(jié)構(gòu)布局技 術(shù)方案，其主要元件的合理結(jié)構(gòu)布局存在諸多技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述元器件合理布局、換流鏈緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的諸多技術(shù)問題，本 發(fā)明的目的是提供一種布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠的移動式靜止同步補償器，該裝置具 有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣、輸出諧波含量低、采用緊湊化設(shè)計、具備可移動性以及占地面 積小等明顯優(yōu)勢。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，所述移動式靜止同步補償器包括 功能模塊集裝箱、輔助設(shè)備集裝箱、連接電抗器、開關(guān)回路和可移動底座；其改進(jìn)之處在于 所述功能模塊集裝箱包括單相換流鏈，所述單相換流鏈?zhǔn)怯山Y(jié)構(gòu)相同的鏈節(jié)單元串聯(lián)組 成，所述鏈節(jié)單元在功能模塊集裝箱內(nèi)采用分排、分層、分列的布置方式；所述功能模塊集 裝箱采用水冷為主的散熱方式，水路結(jié)構(gòu)采用先串聯(lián)再并聯(lián)的方式。本發(fā)明提供的另一優(yōu)選技術(shù)方案為所述功能模塊集裝箱中換流鏈同一排鏈節(jié) 單元的連接方式為同一排同一列的鏈節(jié)單元從下而上或從上而下依次按順序串聯(lián)，同一 排相鄰列的鏈節(jié)單元，通過前一列串聯(lián)至列尾的鏈節(jié)單元與相鄰列同層的鏈節(jié)單元之間串 聯(lián)，同一排鏈節(jié)單元的電路結(jié)構(gòu)組成S型連接方式；所述功能模塊集裝箱中換流鏈相鄰排之間的連接方式為所述前一排串聯(lián)連接至 排尾的鏈節(jié)單元與其相鄰排同列同層的鏈節(jié)單元之間串聯(lián)。本發(fā)明提供的另一優(yōu)選技術(shù)方案為所述相鄰鏈節(jié)單元的串聯(lián)連接所述鏈節(jié)單 元由H橋電壓源換流器組成，所述H橋電壓源換流器主電路包括H橋電路、放電電路、旁路 電路、單元控制器、驅(qū)動電路和取能電源；所述H橋電路主功率器件選用IGBT，所述H橋電 路由兩個分別由上、下管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂并聯(lián)組成，兩個橋臂上端通過直流母線與直流電 容的正極相連，兩個橋臂下端通過直流母線與直流電容的負(fù)極相連，兩個橋臂的中點作為 本鏈節(jié)單元的交流輸出端分別與相鄰鏈節(jié)單元交流端首尾連接，實現(xiàn)相鄰鏈節(jié)單元的串 聯(lián)。本發(fā)明提供的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述鏈節(jié)單元設(shè)有水冷散熱器，所述水冷散 熱器底部設(shè)進(jìn)水口，上部設(shè)出水口，所述相鄰鏈節(jié)單元的水冷散熱器通過水管連接。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述水冷散熱器設(shè)計為兩路獨立的水路，水 冷散熱器底部設(shè)兩個進(jìn)水口，上部設(shè)兩個出水口。本發(fā)明提供的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述底層鏈節(jié)單元下方設(shè)置進(jìn)水母管，所述 頂層鏈節(jié)單元上方設(shè)置出水母管，所述底層鏈節(jié)單元的水冷散熱器的進(jìn)水口與所述進(jìn)水母
5管并聯(lián)，所述頂層鏈節(jié)單元的水冷散熱器的出水口與所述出水母管并聯(lián)，所述底層鏈節(jié)單 元的水冷散熱器的出水口與上方相鄰層鏈節(jié)單元的水冷散熱器的進(jìn)水口串聯(lián)，各相鄰層處 于上下對應(yīng)位置關(guān)系的鏈節(jié)單元的水冷散熱器之間均為串聯(lián)。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述移動式靜止同步補償器包括三個結(jié)構(gòu)相 同的功能模塊集裝箱，每個功能模塊集裝箱為一個單相STATC0M，每個功能模塊集裝箱通過 電纜或銅排連接成三角形，所述每個功能模塊集裝箱再通過電纜或銅排與啟動回路、連接 電抗器和主斷路器連接，三個單相STATC0M共同構(gòu)成1個三相STATC0M，三相STATC0M并聯(lián) 接入系統(tǒng)母線側(cè)。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述啟動回路包括啟動電阻和旁路斷路器。本發(fā)明提供的再一優(yōu)選技術(shù)方案為所述輔助設(shè)備集裝箱的功能為實現(xiàn)對功能模 塊集裝箱的控制、監(jiān)測和保護，所述輔助設(shè)備集裝箱可擴展出控制保護系統(tǒng)集裝箱、水冷系 統(tǒng)集裝箱和啟動回路集裝箱。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選技術(shù)方案為所述可移動底座包括連接電抗器、主斷路器、 隔離開關(guān)和接地開關(guān)，所述開關(guān)回路位于可移動的底座上。由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明帶來的有益效果如下1)采用緊湊化設(shè)計，占地面積小所述移動式靜止同步補償器，所述單相換流鏈在集裝箱內(nèi)采用多排、多層、多列布 置方式，電路結(jié)構(gòu)采用S型電氣連接方式，使得相鄰鏈節(jié)模塊的電位差較小，可以縮小模塊 之間的距離，且電氣連接簡單清晰，減小電氣連接占用的空間；水路結(jié)構(gòu)采用先串聯(lián)再并聯(lián) 方式，此種連接方式需要水接頭數(shù)量少，連接關(guān)系簡單，電位分布明晰，占用空間小，便于換 流鏈緊湊化設(shè)計；所述移動式靜止同步補償器，鏈節(jié)單元H橋電路主功率器件選用IGBT，它無需復(fù) 雜的輔助電路，布置在水冷散熱器上，IGBT的布局安裝位置經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計與直流支撐電容 器距離達(dá)到最短，具有占用空間小、布局緊湊的優(yōu)點；IGBT驅(qū)動電源采用簡單、可靠的直流 電容電壓取能方式，省掉了送能方式復(fù)雜的電路及送能變壓器等設(shè)備，鏈節(jié)的體積大為縮 小，利于緊湊化設(shè)計；鏈節(jié)單元的交、直流母排采用結(jié)構(gòu)緊湊的無感復(fù)合疊層母排，將交流 母排、直流母排通過絕緣材料層疊在一起，分別與相鄰鏈節(jié)模塊相連，這樣的設(shè)計大大減小 了復(fù)合母排的體積，節(jié)約功率模塊的空間，利于鏈節(jié)的緊湊化設(shè)計；2)具備可移動性采用集裝箱和可移動底座安裝方式，便于移動和運輸；可在緊急需要無功支撐的 地點快速轉(zhuǎn)移、安裝和投運，從而使電網(wǎng)動態(tài)無功補償裝置的規(guī)劃、布置和運行更加靈活、 有效。3)補償容量大，調(diào)節(jié)速度快鏈節(jié)單元H橋電路主功率器件選用IGBT，使得所述移動式靜止同步補償器，補償 容量大，調(diào)節(jié)速度快。


圖1是鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)STATC0M和輸出波形圖
圖2是移動式STATC0M主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
圖3是移動式STATC0M平面布置4是鏈節(jié)單元內(nèi)部電路5是鏈節(jié)單元布局6是集裝箱內(nèi)換流鏈布局圖附圖標(biāo)記1-直流電容器、2-H橋電路、3-放電電路、4-旁路電路、5-取能電源、6_單元控制 器、7-驅(qū)動電路、8-交直流母排、9-水冷散熱器、10-功能模塊集裝箱、11-輔助設(shè)備集裝箱、 12-開關(guān)回路、13-連接電抗器；Rs-STATCOM裝置啟動電阻，Sa-A相主斷路器，Sb-B相主斷路器，Sc-C相主斷路器， Spa-啟動電阻A相旁路斷路器，Spb-啟動電阻B相旁路斷路器，Spc-啟動電阻C相旁路斷 路器，0. 5X-連接電抗器。
具體實施例方式下面結(jié)合實例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。實施例1 移動式STATC0M的基本原理就是以電壓源換流器(VSC)為核心，直流側(cè)采用直流 電容器為儲能元件，利用可關(guān)斷器件IGBT將直流側(cè)電壓轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)同頻率的交流電壓， 并通過連接電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控 制其交流側(cè)電流，就可以使裝置吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)?目的。為了形成實用的大容量和符合要求的低諧波，移動式STATC0M主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采 用圖2所示鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，主要由三相換流鏈、連接電抗器、啟動電阻、主斷路器、隔離開關(guān)等構(gòu) 成。每相換流鏈均由多個結(jié)構(gòu)完全相同的H橋電壓源換流器依次串聯(lián)組成，然后由單相換 流鏈的首尾相連組成三角連接的三相換流鏈，再通過電纜與啟動回路、連接電抗器、主斷路 器等相連并聯(lián)接入系統(tǒng)35kV母線側(cè)。實施例2 本發(fā)明中所述輔助設(shè)備集裝箱11可以根據(jù)功能模塊集裝箱10的需求擴展出多個 集裝箱，例如控制保護系統(tǒng)集裝箱、水冷系統(tǒng)集裝箱和啟動回路集裝箱，其中控制保護系 統(tǒng)集裝箱用于實現(xiàn)對功能模塊集裝箱10的控制、檢測和保護，水冷系統(tǒng)集裝箱用于保障功 能模塊集裝箱10中換流鏈功率器件IGBT的工作結(jié)溫不超過最高允許結(jié)溫，啟動回路集裝 箱用于實現(xiàn)功能模塊集裝箱10的軟啟動。并且輔助設(shè)備集裝箱11的排列布置方式可根據(jù) 實際情況設(shè)定。為適用移動工程的需要，方便運輸，移動式STATC0M裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計上力求緊湊、 美觀，本實施例中包括三個功能模塊集裝箱10和一個輔助設(shè)備集裝箱11，并具體給出功能 模塊集裝箱10、輔助設(shè)備集裝箱11、連接電抗器13、開關(guān)回路12和可移動底座的布置方式。 所有設(shè)備都安裝在集裝箱及可移動的底座上，占地面積盡量不超過同容量無功補償裝置， 電氣平面布置圖如圖3所示；主要包括四個集裝箱和三個可移動底座，4個集裝箱分別為三 個STATC0M功能模塊集裝箱10，一個輔助設(shè)備集裝箱11。每個功能模塊集裝箱通過電纜或 銅排連接成三角形，所述每個功能模塊集裝箱再通過電纜或銅排與啟動回路、連接電抗器、 主斷路器等相連，共同構(gòu)成一個三相STATC0M，三相STATC0M并聯(lián)接入系統(tǒng)母線側(cè)。本發(fā)明所述裝置整體外觀比較簡介，接線簡單。集裝箱滿足道路運輸?shù)囊?，裝置內(nèi)部采用軟連 接，并在連接處采用橡膠墊、彈墊、彈簧等減震措施，以減小運輸過程中的震動沖擊；同時考 慮加強結(jié)構(gòu)，使之具備較高的抗扭、抗拉、抗壓的性能。箱體采用隔熱材料，可以抵抗外界輻 射的影響；集裝箱內(nèi)部設(shè)置溫度、濕度、煙霧等監(jiān)測手段及照明、通風(fēng)、排水設(shè)施；箱體內(nèi)配 有空調(diào)，空調(diào)采用冗余配置，具有散熱、除塵的功能，并安裝攝像頭及觀察窗，方便監(jiān)控?fù)Q流 鏈的運行狀態(tài)；可移動底座12上布置連接電抗器、隔離刀間、斷路器、避雷器等設(shè)備。實施例3 STATC0M功能模塊集裝箱10內(nèi)設(shè)備主要包括單相換流鏈。每相換流鏈有多個結(jié)構(gòu) 完全相同的鏈節(jié)模塊單元串聯(lián)組成，每一個鏈節(jié)單元是由H橋構(gòu)成的電壓源換流器構(gòu)成，H 橋由多只帶有反并聯(lián)二極管的IGBT組成，如圖4所示。主要包括直流電容器1、H橋電路2、 放電電路3、旁路電路4、取能電源5、單元控制器6、驅(qū)動電路7等。為了將換流鏈安裝在空 間狹小的集裝箱內(nèi)，鏈節(jié)功率模塊單元需采用緊湊化設(shè)計，優(yōu)化其布局，壓縮鏈節(jié)單元體積 及連接占用的體積，使鏈節(jié)單元的結(jié)構(gòu)具備體積小、重量輕的特點，采用如圖5所示的結(jié)構(gòu) 布局圖。主要包括直流電容器1、H橋電路2、旁路電路4、取能電源5、交直流母排8、水冷散 熱器9等組成。實施例4 鏈節(jié)單元的H橋電路2中主功率器件選用IGBT，與IGCT器件相比，IGBT無需復(fù) 雜的嵌位電路，無需輔助電壓平衡電路和輔助電源，因此選用IGBT為主功率器件減小功率 器件占用的體積；而且IGBT器件對驅(qū)動電源要求相對較低，可以在主電上電的情況下再給 上控制電，因而可采用簡單的取能方式，取能電路與鏈節(jié)單元大體等電位，省掉了送能方式 復(fù)雜的電路及送能變壓器等設(shè)備，鏈節(jié)單元的體積大為縮小，利于緊湊化設(shè)計；多組并聯(lián)安 裝的直流電容器1并排布置在一側(cè)，通過直流母排與橋臂IGBT相連；兩個橋臂均采用多只 IGBT并聯(lián)布置在直流電容器1的一側(cè)，IGBT的布局安裝位置經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計與直流支撐電容 器距離達(dá)到最短；交、直流母排8采用結(jié)構(gòu)緊湊的無感復(fù)合疊層母排，將交流母排、直流母 排通過絕緣材料層疊在一起，分別與相鄰鏈節(jié)單元相連，這樣的設(shè)計大大減小了復(fù)合母排 的體積，節(jié)約功率模塊的空間，利于鏈節(jié)的緊湊化設(shè)計；驅(qū)動器直接安裝在IGBT上，IGBT安 裝在散熱器上；為了將IGBT開通、關(guān)斷過程中產(chǎn)生的熱量充分散發(fā)出去，采用水冷為主散 熱方式，各鏈節(jié)不再設(shè)計風(fēng)機、風(fēng)道，減小它們所占用的空間，減小鏈節(jié)體積，結(jié)構(gòu)緊湊；水 冷散熱器9采用底部進(jìn)水上部出水的設(shè)計，為兩路獨立的水路，進(jìn)水口和出水口設(shè)計在散 熱器的一側(cè)，方便鏈節(jié)單元之間水路連接，減少連接占用的空間；水冷散熱器9下方的空間 用來安裝單元控制器6、驅(qū)動電路7、取能電源5、旁路電路4等設(shè)備，充分利用鏈節(jié)單元的空 間，使鏈節(jié)單元的體積大大減小，便于鏈節(jié)單元的模塊化、緊湊化設(shè)計。實施例5 為充分利用集裝箱內(nèi)空間，單相換流鏈在功能模塊集裝箱10內(nèi)布置為分排、分 層、分列的布置方式，如圖5所示。排與排之間留有足夠距離，作為檢修人員通道和布置進(jìn) 水母管；每一排由5-10列平行布置，每1列由2-6個鏈節(jié)單元上下垂直疊放布置，固定在絕 緣支架上，上下模塊輸出側(cè)采用垂直電氣連接方式，列與列之間采用S型電氣連接方式，即 將功能模塊集裝箱10內(nèi)鏈節(jié)模塊從下而上-從上而下依次按順序串聯(lián)起來，使得相鄰鏈節(jié) 模塊的電位差較小，可以縮小模塊之間的距離，且電氣連接簡單清晰，減小電氣連接占用的空間；換流鏈的兩端通過穿墻套管從集裝箱內(nèi)引出，分別與另外兩個單相換流鏈?zhǔn)孜蚕噙B 組成三角接線，構(gòu)成三相換流鏈；換流鏈的頂部、底部靠支撐絕緣子固定，在運輸過程中還 要安裝輔助支撐件，以加強固定強度；水路結(jié)構(gòu)采用先串聯(lián)再并聯(lián)方式，即同一排同一列上 的2-6個鏈節(jié)模塊的水管上下依次串聯(lián)后再并聯(lián)在總母管上，底部為進(jìn)水母管，頂部為出 水母管，此種連接方式需要水接頭數(shù)量少，連接關(guān)系簡單，電位分布明晰，占用空間??；換流 鏈內(nèi)選用良好的耐蝕性、電絕緣性和施工工藝性的復(fù)合高壓絕緣材料，減小鏈節(jié)單元間的 空氣距離，進(jìn)一步壓縮換流鏈的體積，滿足換流鏈的緊湊化設(shè)計。實施例6:輔助設(shè)備集裝箱11的主要功能是實現(xiàn)對功能模塊集裝箱10的控制、監(jiān)測和保護， 輔助設(shè)備集裝箱11內(nèi)的主要設(shè)備包括控制保護系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、三相啟動回路、散熱風(fēng)機 等?？刂票Ｗo系統(tǒng)檢測STATC0M裝置運行狀態(tài)，使其滿足設(shè)計的要求，當(dāng)STATC0M裝置運行 狀態(tài)出現(xiàn)故障，對其起保護作用。冷卻系統(tǒng)是換流鏈的重要組成部分，其功能是將換流閥上 各元器件的功耗發(fā)熱排放到功能模塊集裝箱10外，保障換流鏈功率器件工作結(jié)溫不超過 最高允許結(jié)溫。本裝置的水冷系統(tǒng)采用全封閉純水冷卻系統(tǒng)，主要包括主循環(huán)冷卻回路，去 離子水處理回路，氮氣穩(wěn)壓系統(tǒng)及冷卻介質(zhì)及管路四個部分，其二次熱交換采用水-風(fēng)冷 卻方式，散熱效益高，運行可靠，且在大容量STATC0M裝置中具有成本優(yōu)勢。啟動回路包括 啟動電阻及其旁路斷路器，啟動電路通過啟動電阻對所述裝置的直流電容器進(jìn)行充電，實 現(xiàn)裝置的軟啟動功能。此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅 是例證性的，而不是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，所述移動式靜止同步補償器包括功 能模塊集裝箱(10)、輔助設(shè)備集裝箱(11)、連接電抗器(1 、開關(guān)回路(1 和可移動底座； 其特征在于所述功能模塊集裝箱(10)包括單相換流鏈，所述單相換流鏈?zhǔn)怯山Y(jié)構(gòu)相同的 鏈節(jié)單元串聯(lián)組成，所述鏈節(jié)單元在功能模塊集裝箱(10)內(nèi)采用分排、分層、分列的布置 方式；所述功能模塊集裝箱(10)采用水冷為主的散熱方式，水路結(jié)構(gòu)采用先串聯(lián)再并聯(lián)的 方式。
2.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于所述功能模塊集裝箱(10)中換流鏈同一排鏈節(jié)單元的連接方式為同一排同一列的鏈節(jié)單元從下而上或從上而下依次按順序串聯(lián)，同一排相鄰列的鏈節(jié)單元，通過前一列串 聯(lián)至列尾的鏈節(jié)單元與相鄰列同層的鏈節(jié)單元之間串聯(lián)，同一排相鄰列鏈節(jié)單元的電路結(jié) 構(gòu)組成S型連接方式；所述功能模塊集裝箱(10)中換流鏈相鄰排之間的連接方式為所述前一排串聯(lián)連接 至排尾的鏈節(jié)單元與其相鄰排同列同層的鏈節(jié)單元之間串聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于所 述相鄰鏈節(jié)單元的串聯(lián)連接所述鏈節(jié)單元由H橋電壓源換流器組成，所述H橋電壓源換 流器主電路包括H橋電路O)、放電電路(3)、旁路電路0)、單元控制器(6)、驅(qū)動電路(7) 和取能電源(5)；所述H橋電路(2)主功率器件選用IGBT，所述H橋電路O)由兩個分別由 上、下管串聯(lián)構(gòu)成的橋臂并聯(lián)組成，兩個橋臂上端通過直流母線與直流電容的正極相連，兩 個橋臂下端通過直流母線與直流電容的負(fù)極相連，兩個橋臂的中點作為本鏈節(jié)單元的交流 輸出端分別與相鄰鏈節(jié)單元交流端首尾連接，實現(xiàn)相鄰鏈節(jié)單元的串聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于 所述鏈節(jié)單元設(shè)有水冷散熱器(9)，所述水冷散熱器(9)底部設(shè)進(jìn)水口，上部設(shè)出水口，所 述相鄰鏈節(jié)單元的水冷散熱器(9)通過水管連接。
5 如權(quán)利要求4所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于所 述水冷散熱器(9)設(shè)計為兩路獨立的水路，水冷散熱器(9)底部設(shè)兩個進(jìn)水口，上部設(shè)兩個 出水口。
6.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于 所述底層鏈節(jié)單元下方設(shè)置進(jìn)水母管，所述頂層鏈節(jié)單元上方設(shè)置出水母管，所述底層鏈 節(jié)單元的水冷散熱器(9)的進(jìn)水口與所述進(jìn)水母管并聯(lián)，所述頂層鏈節(jié)單元的水冷散熱器 (9)的出水口與所述出水母管并聯(lián)，所述底層鏈節(jié)單元的水冷散熱器(9)的出水口與上方 相鄰層鏈節(jié)單元的水冷散熱器(9)的進(jìn)水口串聯(lián)，各相鄰層處于上下對應(yīng)位置關(guān)系的鏈節(jié) 單元的水冷散熱器(9)之間均為串聯(lián)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于 所述移動式靜止同步補償器包括三個結(jié)構(gòu)相同的功能模塊集裝箱(10)，每個功能模塊集裝 箱(10)為一個單相STATC0M，每個功能模塊集裝箱(10)通過電纜或銅排連接成三角形，所 述每個功能模塊集裝箱(10)再通過電纜或銅排與啟動回路、連接電抗器(1 和主斷路器 連接，三個單相STATC0M共同構(gòu)成1個三相STATC0M，三相STATC0M并聯(lián)接入系統(tǒng)母線側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于 所述啟動回路包括啟動電阻和旁路斷路器。
9.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于所 述輔助設(shè)備集裝箱(11)的功能為實現(xiàn)對功能模塊集裝箱(10)的控制、監(jiān)測和保護，所述輔 助設(shè)備集裝箱(11)可擴展出控制保護系統(tǒng)集裝箱、水冷系統(tǒng)集裝箱和啟動回路集裝箱。
10.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，其特征在于 所述開關(guān)回路(12)包括主斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)，所述開關(guān)回路(12)位于可移動的 底座上。
全文摘要
本發(fā)明的一種緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的移動式靜止同步補償器，該補償器補償容量大，調(diào)節(jié)速度快，采用緊湊化結(jié)構(gòu)設(shè)計及便于運輸?shù)姆绞剑稍诰o急需要無功支撐的地點快速轉(zhuǎn)移、安裝和投運，從而使電網(wǎng)動態(tài)無功補償裝置的規(guī)劃、布置和運行更加靈活、有效。所述移動式靜止同步補償器包括三個結(jié)構(gòu)相同的功能模塊集裝箱、輔助設(shè)備集裝箱和可移動底座，所述功能模塊集裝箱包括單相換流鏈和換流鏈避雷器，所述輔助設(shè)備集裝箱包括控制保護系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和三相啟動回路，所述可移動底座包括連接電抗器、主斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)。本發(fā)明裝置具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣、輸出諧波含量低、采用緊湊化設(shè)計、具備可移動性以及占地面積小等明顯優(yōu)勢。
文檔編號H02J3/18GK102136730SQ20111003179
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者周慶鵬, 左永仁, 常忠, 李志麒, 楊武帝, 武守遠(yuǎn), 滕樂天, 熊超英, 王承民, 王柯, 王軒, 袁蒙, 韓天緒 申請人:上海市電力公司, 中國電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司