專利名稱：一種基于igbt的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償 方法。屬電カ系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無(wú)功功率補(bǔ)償對(duì)電カ系統(tǒng)有著重要意義,對(duì)電カ系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償,可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高功率因數(shù)，提高設(shè)備利用率，減小電網(wǎng)有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。隨著工業(yè)的發(fā)展，電カ系統(tǒng)容量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高；如《應(yīng)用能源技木》2006年第4期(總第100期)公開的“無(wú)功補(bǔ)償裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)”中所述的SVC (靜止無(wú)功補(bǔ)償器)和SVG (靜止無(wú)功發(fā)生器)取代了上個(gè)世紀(jì)普遍使用的同步調(diào)相機(jī)和開關(guān)投切電容器，成為了主要電カ系統(tǒng)穩(wěn)壓控制、無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備。但是，SVC響應(yīng)速度較慢、不能實(shí)現(xiàn)快速、平滑的無(wú)級(jí)補(bǔ)償，易產(chǎn)生諧波、占地面積大等缺點(diǎn)；而SVG雖然能解決SVC的相關(guān)缺點(diǎn)，但是生產(chǎn)成本高、控制難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償器的上述缺點(diǎn)，提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低的基于IGBT的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三個(gè)相同的基于IGBT的単相靜止無(wú)功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個(gè)相同的単相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子，三個(gè)相同的単相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的公共點(diǎn)，所述的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由ー個(gè)IGBT工作模塊組、ー個(gè)IGBT保護(hù)模塊組、一個(gè)電抗器、ー個(gè)電容器及一個(gè)電流電壓采集裝置構(gòu)成，所述的每個(gè)IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個(gè)相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的ー個(gè)集電極穿過(guò)電流電壓采集裝置后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子，其另ー個(gè)集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個(gè)集電極連接在一起，所述電抗器的另一端與電容器的一端連接在一起，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另ー個(gè)集電極連接后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子。本發(fā)明的基于IGBT的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器工作原理如下三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器并聯(lián)連接在三相電網(wǎng)中。I、通過(guò)電流電壓采集裝置采集三相電網(wǎng)中每ー相的電壓、電流信號(hào)，送給IGBT模塊組的控制回路。2、通過(guò)控制回路發(fā)出指令，分別調(diào)節(jié)三個(gè)IGBT工作模塊組的脈沖寬度，自動(dòng)調(diào)整三相電網(wǎng)中每ー相各自所需補(bǔ)償無(wú)功。3、IGBT保護(hù)模塊組與電抗器、電容器構(gòu)成續(xù)流回路。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是I、利用IGBT作開關(guān)器件，可分別調(diào)節(jié)輸送到電網(wǎng)側(cè)的三相無(wú)功電流的大小，對(duì)三相或單相電網(wǎng)進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)平滑無(wú)級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償，穩(wěn)定電壓，輸出波形為正弦波。2、續(xù)流回路中的電抗器，電感量小，生產(chǎn)成本低。3、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方法比SVG相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單許多，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，解決了 SVG無(wú)功發(fā)生器成本高、控制難度大的問(wèn)題。4、本發(fā)明有三相同時(shí)升壓、三相分相升壓、單相調(diào)壓等三種電壓提升方式，可以自動(dòng)調(diào)整電壓三相不平衡，相序自適應(yīng)，解決了現(xiàn)有的各種無(wú)功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)三相負(fù)荷不對(duì)稱時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題。5、應(yīng)用范圍寬，可應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。



圖I本基于IGBT的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器電路圖
具體實(shí)施例方式參見圖1，本三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三個(gè)相同的基于IGBT的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個(gè)相同的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子A、B、C，三個(gè)相同的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子N連接在一起作為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的公共點(diǎn)，所述的A相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器，由一個(gè)IGBT工作模塊組Tl、一個(gè)IGBT保護(hù)模塊組T2、一個(gè)電抗器LI、一個(gè)電容器Cl及一個(gè)電流電壓采集裝置Hl構(gòu)成，所述的Tl和T2均由其發(fā)射極相連接的兩個(gè)相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；T1的一個(gè)集電極穿過(guò)電流電壓采集裝置構(gòu)成單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子A，其另一個(gè)集電極與電抗器LI的一端及T2的一個(gè)集電極連接在一起；所述電抗器LI的另一端與電容器Cl的一端連接在一起，電容器Cl的另一端與T2的另一個(gè)集電極連接后為A相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子N。所述的B相與C相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器與A相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的器件連接方式是一樣的，外接端子分別是B和C，構(gòu)成B相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的主器件是一個(gè)IGBT工作模塊組T3、一個(gè)IGBT保護(hù)模塊組T4、一個(gè)電抗器L2、一個(gè)電容器C2及一個(gè)電流電壓采集裝置H2 ;構(gòu)成C相回路的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的主器件是一個(gè)IGBT工作模塊組T5、一個(gè)IGBT保護(hù)模塊組T6、一個(gè)電抗器L3、一個(gè)電容器C3及一個(gè)電流電壓采集裝置H3。本實(shí)施例是三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器并聯(lián)連接在礦山配電系統(tǒng)礦井提升機(jī)用戶側(cè)的就近無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用。本發(fā)明的補(bǔ)償步驟如下當(dāng)?shù)V井提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)有一個(gè)快速的電壓降壓擾動(dòng)，礦山配電系統(tǒng)的電壓瞬間下降。I、通過(guò)電流電壓采集裝置Hl、H2、H3采集三相電網(wǎng)中每一相的電壓、電流信號(hào)，送給IGBT模塊組的控制回路。2、通過(guò)控制回路發(fā)出指令，分別調(diào)節(jié)三個(gè)IGBT工作模塊組T1、T3、T5的脈沖寬度，自動(dòng)調(diào)整三相電網(wǎng)中每一相各自所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，使電網(wǎng)電壓在IOms內(nèi)得到快速恢復(fù)。3、三個(gè)IGBT保護(hù)模塊組T2、T4、T6與電抗器LI、L2、L3、電容器Cl、C2、C3構(gòu)成續(xù)流回路。本實(shí)施例的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器，利用IGBT作開關(guān)器件，通過(guò)分別調(diào)節(jié)三個(gè)IGBT 工作模塊組T1、T3、T5的脈沖寬度，調(diào)節(jié)輸送到電網(wǎng)側(cè)的三相無(wú)功電流的大小，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)平滑無(wú)級(jí)的無(wú)功補(bǔ)償，穩(wěn)定電壓，電壓波形為正弦波，可對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行有效抑制，補(bǔ)償精度高，補(bǔ)償響應(yīng)時(shí)間小于10ms。解決了礦山配電系統(tǒng)礦井提升機(jī)頻繁啟停對(duì)電網(wǎng)的沖擊，及現(xiàn)有各種無(wú)功補(bǔ)償方案在對(duì)礦山企業(yè)的三相不平衡系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)出現(xiàn)的欠補(bǔ)或過(guò)補(bǔ)等問(wèn)題。
權(quán)利要求
1. 一種基于IGBT的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器，其特征是所述的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由三個(gè)相同的基于IGBT的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個(gè)相同的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子，三個(gè)相同的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的公共點(diǎn)，所述的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由一個(gè)IGBT工作模塊組、一個(gè)IGBT保護(hù)模塊組、一個(gè)電抗器、一個(gè)電容器及一個(gè)電流電壓采集裝置構(gòu)成，所述的每個(gè)IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個(gè)相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的一個(gè)集電極穿過(guò)電流電壓采集裝置后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子，其另一個(gè)集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個(gè)集電極連接在一起，所述電抗器的另一端與電容器的一端連接在一起，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另一個(gè)集電極連接后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子。
全文摘要
一種基于IGBT的三相靜止無(wú)功補(bǔ)償器，屬電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。由三個(gè)相同的單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器構(gòu)成，三個(gè)單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子連接，單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器由一個(gè)IGBT工作模塊組、一個(gè)IGBT保護(hù)模塊組、一個(gè)電抗器、一個(gè)電容器及一個(gè)電流電壓采集裝置構(gòu)成，每個(gè)IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個(gè)相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的一個(gè)集電極穿過(guò)電流電壓采集裝置后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的外接端子，其另一個(gè)集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個(gè)集電極連接，電抗器的另一端與電容器的一端連接，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另一個(gè)集電極連接后為單相靜止無(wú)功補(bǔ)償器的零線端子。可應(yīng)用于各種電壓等級(jí)的電網(wǎng)中。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102868169SQ201210346370
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者吳加林 申請(qǐng)人:吳加林