一種基于h橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于改善變電站電容器組投切方式的基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前變電站無功補償采用斷路器對電容器分組投切存在如下問題:1、從節(jié)省變電站土建和減少設(shè)備投入角度，希望電容器組組數(shù)少，單組容量大;2、目前變電站電容器組進行投退時，由于單組容量大，當變電站電容器組進行投退時，不僅帶來電壓波動問題，還經(jīng)常導致功率因數(shù)偏低，影響力率考核指標，多個地市公司變電站力率考核經(jīng)常不達標。可見研究大容量電容器組柔性投切顯得極為迫切。
[0003]隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電氣傳動領(lǐng)域的廣泛應用，相控技術(shù)、脈寬調(diào)制等技術(shù)被引入到電力系統(tǒng)，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)控制技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)一柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)，其本質(zhì)就是將高壓大功率的電力電子技術(shù)應用于電力系統(tǒng)中，以增強對電力系統(tǒng)的控制能力，提高原有電力系統(tǒng)的輸電能力及穩(wěn)定性。
[0004]研究大容量電容器柔性投切技術(shù)，為變電站簡化設(shè)備、優(yōu)化場地布置和精確無功補償提供一種新穎的解決方案，就是主要研究出一種新的結(jié)合柔性交流輸電技術(shù)的電容器投切方式，從而在電容補償容量、減小投切過程的母線電壓波動等技術(shù)指標上達到甚至優(yōu)于國標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置，其目的是改善變電站電容器組投切方式，節(jié)省變電站土建和減少設(shè)備投入，實現(xiàn)無功補償容量的無極調(diào)節(jié)，減小投切過程的母線電壓波動，同時提高了負載的功率因數(shù)，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
技術(shù)方案:本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置，包括電容器組，所述電容器組為三相星形連接的電容器組;所述電容器組與三相電網(wǎng)之間通過柔性投切開關(guān)連接;所述柔性投切開關(guān)采用三相級聯(lián)H橋拓撲結(jié)構(gòu)，所述三相級聯(lián)H橋拓撲結(jié)構(gòu)中的每相為若干采用H橋拓撲結(jié)構(gòu)的變流子模塊相互串聯(lián)形成，并分別與所述三相電網(wǎng)中的一相連接;所述柔性投切開關(guān)的三相出線分別與電容器組的三相相連;所述變流子模塊連接有用于調(diào)整所述變流子模塊輸出端電壓的調(diào)制信號。
[0006]所述變流子模塊由兩組絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)之后再與電容器并聯(lián)組成;每組所述全控型開關(guān)器件絕緣柵雙極型晶體管由兩個絕緣柵雙極型晶體管串聯(lián)形成;每個所述絕緣柵雙極型晶體管均反并聯(lián)一個二極管。
[0007]所述調(diào)制信號的方法采用PffM調(diào)制方法。
[0008]所述柔性投切開關(guān)與所述三相電網(wǎng)之間依次串聯(lián)有軟啟動開關(guān)和電抗器;所述軟啟動開關(guān)為電阻串聯(lián)繼電器之后再與繼電器并聯(lián)而成;所述電抗器為電感元件。
[0009]有益效果:本發(fā)明的基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置可實現(xiàn)無功電容器組的柔性投切，對電容器本身及電網(wǎng)接入點處的沖擊小，延長了設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備故障率。較之傳統(tǒng)的晶閘管投切電容器裝置，H橋級聯(lián)柔性開關(guān)型無功補償電容器用高集成度的功率開關(guān)模塊代替大容量機械開關(guān)，可極大地減小設(shè)備整體體積和占地面積，從而降低設(shè)計及生產(chǎn)成本。在實現(xiàn)無功補償功能時，兼具了目前SVG動態(tài)響應快、無功可無級調(diào)節(jié)及傳統(tǒng)無功補償電容器組工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。整個裝置為級聯(lián)多電平拓撲結(jié)構(gòu)，其交流輸出電壓諧波含量低，保證了整個無功補償回路的電流諧波畸變率較低，工作時噪音小。相比于傳統(tǒng)的無功補償裝置，補償容量較大時它的成本更低，工程人員在現(xiàn)場安裝也更加方便。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為本發(fā)明中柔性投切開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明中柔性投切開關(guān)的變流子模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1.柔性投切開關(guān)，2電抗器，3.三相電網(wǎng)，4.普通電容器組，5.軟啟動開關(guān)，6.電網(wǎng)負載，7.變流子模塊，8.絕緣柵雙極型晶體管，9.電容器，10.二極管。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明:
圖1是本發(fā)明基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的基于H橋級聯(lián)的電容器組柔性投切裝置包括柔性投切開關(guān)1、電抗器2、軟啟動開關(guān)5和普通電容器組4。三相電網(wǎng)3連接電網(wǎng)負載6，柔性投切開關(guān)I通過三相進線與三相電網(wǎng)3相連。電容器組4中為三個星形連接的電容器，柔性投切開關(guān)I的三相出線分別與三個電容器相連。在本發(fā)明中，電容器組4中每組的電容器為I個，但本發(fā)明并不止于此，電容器組4中每組電容器的數(shù)量可根據(jù)電容器組4單組容量大小確定。三相電網(wǎng)3的每一相分別依次連接有軟啟動開關(guān)5和電抗器2，電抗器2再與柔性投切開關(guān)I相連。其中，軟啟動開關(guān)5用于減小裝置啟動時的電流突變，為電阻串聯(lián)繼電器再與繼電器并聯(lián)而成。在接收到啟動指令后，裝置啟動瞬間，軟啟動開關(guān)5連通電阻，限制啟動電流的大??；當達到一定時間后，連通與電阻并聯(lián)的一繼電器，將此電阻旁路，以實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘，起到保護裝置電路的作用。電抗器是一電感元件，用于減小輸出電壓的毛刺，起到濾波的作用。
[0015]圖2為本發(fā)明中柔性投切開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的柔性投切開關(guān)I采用三相H橋級聯(lián)橋拓撲結(jié)構(gòu)，三相級聯(lián)H橋拓撲結(jié)構(gòu)中的每相為三個變流子模塊7相互串聯(lián)形成，之后每相分別通過電抗器2與三相電網(wǎng)3中的一相連接。
[0016]圖3為本發(fā)明中柔性投切開關(guān)的變流子模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，柔性投切開關(guān)I中的變流子模塊7為H橋拓撲結(jié)構(gòu)，由兩組全控型開關(guān)器件絕緣柵雙極型晶體管并聯(lián)之后再與電容器9并聯(lián)組成。每組全控型開關(guān)器件絕緣柵雙極型晶體管由兩個全控型開關(guān)器件絕緣柵雙極型晶體管8串聯(lián)形成。
[0017]絕緣柵雙極型晶體管8的基極經(jīng)驅(qū)動電路與控制模塊連接(圖中未示出)，控制模塊用于調(diào)制電流產(chǎn)生開關(guān)控制信號。開關(guān)控制信號為調(diào)制后的經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動的信號，實現(xiàn)開關(guān)器件的通斷。驅(qū)動電路的作用是改變控制模塊輸出的控制信號的電壓電流水平，使其達到控制IGB