一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，包括一條無功補償支路，或者二條以上并聯(lián)的無功補償支路；所述無功補償支路由補償單元與串并聯(lián)諧振控制單元串聯(lián)組成。所述串并聯(lián)諧振控制單元由兩條支路并聯(lián)組成，支路一是由電容器組成，支路二是由功率器件與電抗器串聯(lián)后與電容器并聯(lián)，再與一個電抗器串聯(lián)組成；通過功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，使得兩條支路在串聯(lián)或并聯(lián)諧振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)補償單位的投入或退出。本發(fā)明巧妙運用串并聯(lián)諧振的阻抗特性實現(xiàn)了無觸點開關(guān)的功能，不僅結(jié)構(gòu)簡單，減少了功率器件的使用數(shù)量，大大節(jié)約了成本，同時降低了功率器件承受的關(guān)斷壓降，提高了其使用壽命。
【專利說明】一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無功補償裝置，尤其涉及一種使用串并聯(lián)諧振技術(shù)來實現(xiàn)無功補 償?shù)难b置，屬于電力系統(tǒng)無功補償【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電網(wǎng)容量的增加，對電網(wǎng)無功的要求也越來越高，無功功率如果不能 就地補償，用戶負(fù)荷所需要的無功功率就需要由發(fā)、配電網(wǎng)提供，這將降低發(fā)輸電的能力， 導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量惡化，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰，對用戶用電造成極大影響。因此無功功率 補償對改善電能質(zhì)量、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓意義十分重大。
[0003] 晶閘管投切電容器（Thyristor Switched Capacitor簡稱TSC)可以準(zhǔn)確投入電 容器，具有優(yōu)良的動態(tài)無功功率補償性能，在解決電網(wǎng)穩(wěn)定性以及配電電能質(zhì)量等問題中 發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用，近年來該技術(shù)在配電網(wǎng)中得到了迅速的推廣應(yīng)用。
[0004] 傳統(tǒng)的TSC工作在中高壓電網(wǎng)中時，晶閘管在關(guān)斷時要承受全部電網(wǎng)電壓，然而 晶閘管的制作工藝和工作原理決定了其更容易獲得更大的導(dǎo)通電流而不是更高的耐壓等 級，因此一般單支晶閘管的耐壓只有幾千伏，實際使用過程中需要多只晶閘管串聯(lián)使用，這 將增加 TSC的成本，降低設(shè)備可靠性；與此同時每支晶閘管導(dǎo)通時存在的管壓降是一定的， 多支晶閘管的串聯(lián)使用必然會使整個晶閘管單元的導(dǎo)通壓降增加，幾百安培的電流流過晶 閘管時，將發(fā)出幾千瓦的熱量，除了需要增加難度大、造價高的散熱裝置之外，還容易導(dǎo)致 晶閘管的損壞。
[0005] 發(fā)明說明
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝 置，該裝置能在無需過多考慮晶閘管電壓耐受水平的情況下直接接入高壓電網(wǎng)進行無功補 償，并且可靠性高，運行成本低。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0007] -種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，包括一條無功補償支路，或者二條以上并 聯(lián)的無功補償支路；所述無功補償支路由補償單元與串并聯(lián)諧振控制單元串聯(lián)組成。
[0008] 所述串并聯(lián)諧振控制單元由兩條支路并聯(lián)組成，支路一是由電容器組成；支路二 是由功率器件、電容器以及2個電抗器組成，所述功率器件與一個電抗器串聯(lián)后與電容器 并聯(lián)，并聯(lián)后的電路再與另一個電抗器串聯(lián)；通過功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，使得兩條支路在 串聯(lián)或并聯(lián)諧振狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)補償單元的投入或退出。
[0009] 所述補償單元為補償電容或補償電容組。
[0010] 所述功率器件為晶閘管。
[0011] 本發(fā)明具有以下兩種實現(xiàn)方式：第一、當(dāng)功率器件關(guān)斷時，使得支路二進入串聯(lián)諧 振狀態(tài)，補償單元投入補償；當(dāng)功率器件導(dǎo)通時，使得支路一與支路二進入并聯(lián)諧振狀態(tài)， 補償單元退出補償；第二、當(dāng)功率器件關(guān)斷時，使得支路一與支路二進入并聯(lián)諧振狀態(tài)，補 償單元退出補償；當(dāng)功率器件導(dǎo)通時，使得支路二進入串聯(lián)諧振狀態(tài)，補償單元器投入補 償。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明巧妙運用串并聯(lián)諧振的阻抗特性實現(xiàn)了無觸點開關(guān)的功 能，不僅結(jié)構(gòu)簡單，減少了功率器件的使用數(shù)量，大大節(jié)約了成本，同時降低了功率器件關(guān) 斷時所承受的電壓降，提高了其使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明中第一種實現(xiàn)方式下晶閘管T關(guān)斷支路二產(chǎn)生串聯(lián)諧振示意圖。
[0015] 圖3為本發(fā)明中第一種實現(xiàn)方式下晶閘管T導(dǎo)通支路一與支路二產(chǎn)生并聯(lián)諧振示 意圖。
[0016] 圖4為本發(fā)明中第二種實現(xiàn)方式下晶閘管T關(guān)斷支路一與支路二產(chǎn)生并聯(lián)諧振示 意圖。
[0017] 圖5為本發(fā)明中第二種實現(xiàn)方式下晶閘管T導(dǎo)通支路二產(chǎn)生串聯(lián)諧振示意圖。

【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明。
[0019] 本實施例運用晶閘管T作為功率器件控制串并聯(lián)諧振控制單元在串、并聯(lián)諧振兩 種狀態(tài)進行轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)補償電容器c 3的有效投入與退出。串并聯(lián)諧振控制單元主要由晶閘 管T、兩個電容和兩個電感Li、L2構(gòu)成，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。下面分別針對兩種實現(xiàn) 方式，給出具體電路參數(shù)選擇，主要為了說明投切電路在兩種工況下，各電路元件應(yīng)滿足的 數(shù)值關(guān)系。
[0020] 定義母線電壓為U、晶閘管T，導(dǎo)通時流過晶閘管器件的電流和關(guān)斷時施加在晶 閘管器件兩端電壓
[0021] 1、第一種實現(xiàn)方式
[0022] (1)如圖2所示，當(dāng)晶閘管T關(guān)斷時，令支路二中Ci、L2發(fā)生串聯(lián)諧振，此時實現(xiàn)補 償電容器C 3投入補償，根據(jù)串聯(lián)諧振發(fā)生條件，可以得到
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，其特征在于：包括一條無功補償支路，或者 二條以上并聯(lián)的無功補償支路；所述無功補償支路由補償單元與串并聯(lián)諧振控制單元串聯(lián) 組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，其特征在于：所述串 并聯(lián)諧振控制單元由兩條支路并聯(lián)組成，支路一是由電容器組成；支路二是由功率器件、電 容器以及2個電抗器組成，所述功率器件與一個電抗器串聯(lián)后與電容器并聯(lián)，并聯(lián)后的電 路再與另一個電抗器串聯(lián)；通過功率器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，使得兩條支路在串聯(lián)或并聯(lián)諧振 狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)補償單位的投入或退出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，其特征在于：所 述補償單元為補償電容或補償電容組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于串并聯(lián)諧振的無功補償裝置，其特征在于：所述功 率器件為晶閘管。
【文檔編號】H02J3/18GK104269856SQ201410452409
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】張曉 , 張輝, 張傳金, 陳建宇, 安琪, 呼小亮 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)