一種10kV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種10kV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，包括分別與10kV電網(wǎng)母線連接的控制支路、無源濾波支路和變壓器支路，以及位于所述控制支路和無源濾波支路之間的10kV電網(wǎng)母線上、且與所述控制支路連接的第一電流互感器CT1。本實(shí)用新型所述10kV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性差和硬件成本高等缺陷，以實(shí)現(xiàn)晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性好和硬件成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及靜止無功補(bǔ)償【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無功功率對供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都十分重要。電力系統(tǒng)為了輸送有功功率，就要求送電端和受電端的電壓有一相位差，這可以在相當(dāng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)；為了輸送無功功率，則要求兩端電壓又一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不僅大多數(shù)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功功率，大多數(shù)的負(fù)載也需要消耗無功功率。他們所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中的某個地方獲得。顯然，這些無功功率如果全由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過長距離輸送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法是在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，這就是無功補(bǔ)償。
[0003]我國電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行中，長期存在的一個問題是無功補(bǔ)償容量不足和配備不合理，特別是可調(diào)節(jié)的無功容量不足，快速響應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備更少。電氣化鐵路、電弧爐、軋機(jī)、礦井提升機(jī)等沖擊性負(fù)荷使得電網(wǎng)無功功率不平衡，將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的波動、閃變，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致用電設(shè)備損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定性被破壞事故。因此無功功率補(bǔ)償對電力系統(tǒng)十分重要。
[0004]目前中國電力科學(xué)院、西電集團(tuán)，鞍山榮信電力電子公司多針對大型用戶進(jìn)行TCR型SVC的研制,而對IOkV中小用戶基本處于空白。王要原因一是國內(nèi)聞壓晶閘管的制造工藝無法與國外同品相比，晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性差；二是控制器的核心技術(shù)不被國內(nèi)廠家普遍掌握，產(chǎn)品硬件成本相對較高，所以只有大型鋼鐵企業(yè)和煤礦以及部分電氣化鐵路使用高壓TCR型SVC。
[0005]然而電網(wǎng)用電負(fù)荷一般由異步電動機(jī)、同步電動機(jī)、電熱電爐、整流和照明設(shè)備等組成，其中異步電動機(jī)占的比例最大。因此電動機(jī)、電爐、整流設(shè)備的靜止無功補(bǔ)償裝置具有更廣闊的市場，研究中小用戶的靜止無功補(bǔ)償裝置具有重要意義。
[0006]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性差和硬件成本高等缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，以實(shí)現(xiàn)晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性好和硬件成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，包括分別與IOkV電網(wǎng)母線連接的控制支路、無源濾波支路和變壓器支路，以及位于所述控制支路和無源濾波支路之間的IOkV電網(wǎng)母線上、且與所述控制支路連接的第一電流互感器CTl。
[0009]進(jìn)一步地，所述控制支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與地之間的第一電源開關(guān)K1、晶閘管控制電抗器組TCR和第二電流互感器CT2，以及依次與IOkV電網(wǎng)的母線連接的電壓互感器PT、電壓及電流采樣單元和主控單元；
[0010]所述電壓及電流采樣單元分別與第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2連接，所述主控單元與晶閘管控制電抗器組TCR連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述晶閘管控制電抗器組TCR，包括由反并聯(lián)的第一二極管Dl和第二二極管D2構(gòu)成的晶閘管，以及分別連接在所述晶閘管兩端的第一電感LI和第二電感L2。
[0012]進(jìn)一步地，所述主控單元，包括與電壓及電流采樣單元連接的DSP主控器，以及依次與所述DSP主控器連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊；所述觸發(fā)監(jiān)測模塊的兩個輸出端，分別與晶閘管中第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極連接。
[0013]進(jìn)一步地，在所述光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊之間，設(shè)有光纖。
[0014]進(jìn)一步地，所述無源濾波支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與地之間的第二電源開關(guān)K2和無源濾波器組FC。
[0015]進(jìn)一步地，所述無源濾波器組FC，包括并行設(shè)置的多個LC支路，每個LC支路包括依次連接在第二電源開關(guān)K2與地之間的電感和電容。
[0016]進(jìn)一步地，所述變壓器支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與無功波動劇烈負(fù)載之間的第三電源開關(guān)K3和變壓器。
[0017]本實(shí)用新型各實(shí)施例的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，由于包括分別與IOkV電網(wǎng)母線連接的控制支路、無源濾波支路和變壓器支路，以及位于控制支路和無源濾波支路之間的IOkV電網(wǎng)母線上、且與控制支路連接的第一電流互感器CTl ;可以提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減小功率損耗；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性差和硬件成本高的缺陷，以實(shí)現(xiàn)晶閘管的耐壓和導(dǎo)通一致性好和硬件成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0021]圖1為本實(shí)用新型IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置的工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，如圖1所示，提供了一種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，包括分別與IOkV電網(wǎng)母線連接的控制支路、無源濾波支路和變壓器支路，以及位于控制支路和無源濾波支路之間的IOkV電網(wǎng)母線上、且與控制支路連接的第一電流互感器 CT1。
[0024]具體地，上述控制支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與地之間的第一電源開關(guān)K1、晶閘管控制電抗器組(TCR)和第二電流互感器CT2，以及依次與IOkV電網(wǎng)的母線連接的電壓互感器(PT)、電壓及電流采樣單元和主控單元；電壓及電流采樣單元分別與第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2連接，主控單元與晶閘管控制電抗器組(TCR)連接。晶閘管控制電抗器組(TCR)，包括由反并聯(lián)的第一二極管Dl和第二二極管D2構(gòu)成的晶閘管，以及分別連接在晶閘管兩端的第一電感LI和第二電感L2。主控單元，包括與電壓及電流采樣單元連接的DSP主控器，以及依次與DSP主控器連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊；觸發(fā)監(jiān)測模塊的兩個輸出端，分別與晶閘管中第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極連接；在光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊之間，設(shè)有光纖。
[0025]上述無源濾波支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與地之間的第二電源開關(guān)K2和無源濾波器組(FC)。無源濾波器組(FC)，包括并行設(shè)置的多個LC支路，每個LC支路包括依次連接在第二電源開關(guān)K2與地之間的電感和電容。
[0026]上述變壓器支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與無功波動劇烈負(fù)載之間的第三電源開關(guān)K3和變壓器。
[0027]在上述實(shí)施例的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置中，靜止無功補(bǔ)償(SVC)主要由無源濾波器組(FC)和晶閘管控制電抗器組(TCR)構(gòu)成，其中FC提供負(fù)載所需無功功率，同時(shí)FC還具有濾除諧波電流的作用；TCR由反并聯(lián)的晶閘管(D1、D2)和電抗器(L1、L2)串聯(lián)而成。
[0028]上述實(shí)施例的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，工作原理包括:
[0029]電壓、電流采樣單元，將電流和電壓信號變換成數(shù)字信號后送至DSP主控器；DSP主控器中的DSP芯片，經(jīng)過無功功率計(jì)算后在電壓的峰值和過零點(diǎn)之間產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖通過光纖送至觸發(fā)監(jiān)測模塊，觸發(fā)晶閘管(Dl、D2)。觸發(fā)時(shí)刻不同，晶閘管(Dl、D2)中流過的無功電流不同，也就是TCR吸收的容性無功功率不同；當(dāng)FC補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功功率出現(xiàn)過補(bǔ)償時(shí)，TCR可以迅速吸收掉多余無功功率，達(dá)到穩(wěn)定電壓提高功率因數(shù)的目的。從而用于輸電系統(tǒng)波阻抗及長距離輸電的分段補(bǔ)償，也大量應(yīng)用于軋鋼機(jī)、電弧爐等無功波動劇烈的負(fù)載場合。
[0030]綜上所述，本實(shí)用新型上述實(shí)施例的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，至少可以達(dá)到以下有益效果:
[0031]⑴提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減小功率損耗；
[0032]⑵解決了無功波動劇烈負(fù)載對電網(wǎng)造成的無功沖擊問題，穩(wěn)定了電網(wǎng)電壓，濾除了諧波，使功率因數(shù)保持在0.94以上，提高供電質(zhì)量；
[0033]⑶在長距離輸電線路的合適地點(diǎn)設(shè)置動態(tài)無功補(bǔ)償裝置可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提聞輸電能力；
[0034]⑷在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場合，通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無功功率。
[0035]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括分別與IOkV電網(wǎng)母線連接的控制支路、無源濾波支路和變壓器支路，以及位于所述控制支路和無源濾波支路之間的IOkV電網(wǎng)母線上、且與所述控制支路連接的第一電流互感器CTl ； 所述控制支路，包括依次連接在IOkV電網(wǎng)母線與地之間的第一電源開關(guān)K1、晶閘管控制電抗器組TCR和第二電流互感器CT2，以及依次與IOkV電網(wǎng)的母線連接的電壓互感器PT、電壓及電流采樣單元和主控單元； 所述電壓及電流采樣單元分別與第一電流互感器CTl和第二電流互感器CT2連接，所述主控單元與晶閘管控制電抗器組TCR連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述晶閘管控制電抗器組TCR，包括由反并聯(lián)的第一二極管Dl和第二二極管D2構(gòu)成的晶閘管，以及分別連接在所述晶閘管兩端的第一電感LI和第二電感L2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述主控單元，包括與電壓及電流采樣單元連接的DSP主控器，以及依次與所述DSP主控器連接的光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊；所述觸發(fā)監(jiān)測模塊的兩個輸出端，分別與晶閘管中第一二極管Dl的陰極和第二二極管D2的陰極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，在所述光電轉(zhuǎn)換模塊和觸發(fā)監(jiān)測模塊之間，設(shè)有光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述無源濾波支路，包括依次連接在IOkv電網(wǎng)母線與地之間的第二電源開關(guān)K2和無源濾波器組FC。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述無源濾波器組FC，包括并行設(shè)置的多個LC支路，每個LC支路包括依次連接在第二電源開關(guān)K2與地之間的電感和電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOkV遠(yuǎn)距離供電用靜止無功補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述變壓器支路，包括依次連接在IOkv電網(wǎng)母線與無功波動劇烈負(fù)載之間的第三電源開關(guān)K3和變壓器。
【文檔編號】H02J3/18GK203574377SQ201320427898
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】戴偉, 陳芳, 牟長洲, 李科 申請人:新疆希望電子有限公司