10kV动态无功补偿装置的制作方法

本实用新型涉及无功补充技术领域，具体涉及10kV动态无功补偿装置。

背景技术：

电力系统中的大量负荷，如一部电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设备等，在运行中需要大量的无功；同时，输配电网络中的变压器、线路阻抗等也会产生一定的无功，导致系统功率因数降低。当用户功率因素偏低时，需要从电网上吸收无功功率，这样发电机组就要多发无功，降低了发动机的有功输出。并且无功负荷在店网上传送，占用了输、变、配电设备的资源，使上述设备利用率降低。而负载设备运行效率是通过有功计算的，为达到负载设备的额定功率就需要增大设备容量，进而提高了设备投资额，增大了生产成本。

在当前实际应用中，根据负荷变化的需要，使用开关设备如接触器分级地调节无功功率。其中10kV无功补偿装置目前主要采用整组投入，此种方法使用中不灵活，损耗大，响应速度慢。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种10kV动态无功补偿装置，同时对无功功率和谐波进行补偿，提高电气设备利用率，提高单位时间内注入设备的有功功率，实现节能降耗的目的。

本实用新型提供的一种10kV动态无功补偿装置，包括依顺次连接的开关柜、电抗器、启动柜和功率柜，还包括控制柜，控制柜与功率柜通过通信连接；启动柜包括接触器、旁路电阻、电压互感器和电流互感器，旁路电阻与接触器并联，电压互感器采集启动柜的电压，电流互感器采集启动柜的电流，并将采集的启动柜的电压、电流传输至功率柜；功率柜包括IGBT模块、直流电容、放电电阻和触发板，IGBT模块、直流电容和放电电阻并联连接；触发板与控制柜通信连接，触发板用于测量直流电容的数据后发送至控制柜，以及用于接收触发装置的触发信号；触发板接收到触发信号后控制IGBT模块的导通和关断，以及控制放电电阻进行放电；控制柜包括监测装置、计算装置和触发装置，监测装置采集考核点的电流和电压，以及采集触发板发送的直流电容的数据；计算装置根据考核点的电流、电压以及直流电容的数据计算功率因数，触发装置用于向触发板发送触发信号。

进一步的，IGBT模块为多个，多个IGBT模块组成IGBT链，控制柜根据计算的功率因数驱动不同数量的IGBT模块导通和关断。

进一步的，功率柜上设置有铜排，IGBT模块、直流电容和放电电阻使用铜排并联连接。

进一步的，控制柜还包括通讯装置，通讯装置与远程后台端通信。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提供一种10kV动态无功补偿装置，采用可关断电力电子器件IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在10kV电网上，通过调节IGBT的导通与关断控制交流电压的频率、幅值和相位，从而产生电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。不需采用大容量的电容、电感器件，而是通过可关断大功率电力电子器件IGBT将直流侧电压转换成交流测与电网同频率的输出电压，实现无功能量的交换，补偿基波无功。在考虑谐波补偿时，SVG动态无功补偿装置相当于一个可控的谐波源，可根据系统情况，进行主动式跟踪补偿。故而可同时对无功功率和谐波进行补偿，提高电气设备利用率，提高单位时间内注入设备的有功功率，实现节能降耗的目的。

2.本实用新型提供一种10kV动态无功补偿装置，IGBT模块为多个，多个IGBT模块组成IGBT链，控制柜根据计算的功率因数驱动不同数量的IGBT模块导通和关断，以实现动态连续平滑的调节；动态连续平滑的发（吸）无功，能够跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响；既可以输出近似正弦波的无功电流，也可以输出设定次数的谐波电流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型10kV动态无功补偿装置的结构框图。

附图标记：

CT1-开关柜电流互感器，KM-接触器，R旁路电阻，PT电压互感器，CT电流互感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参阅图1，本实施例提供的一种10kV动态无功补偿装置，包括依顺次连接的开关柜、电抗器、启动柜和功率柜，还包括控制柜，所述控制柜与功率柜通过通信连接；

开关柜的输入端与10kV电源连接，开关柜内设置有启动开关和开关柜电流互感器，开关柜电流互感器测量开关柜内的电流信号，并将测量的电流信号传输至控制柜；

启动柜包括接触器、旁路电阻、电压互感器和电流互感器，旁路电阻与接触器并联，电压互感器采集功率柜上的电压，电流互感器采集功率柜的电流；启动柜用于实现SVG自励启动，限制上电时直流电容的充电涌流，避免IGBT模块和直流电容损坏；

功率柜包括IGBT模块、直流电容、放电电阻、铜排和触发板，IGBT模块、直流电容和放电电阻使用铜排并联连接，电源模块设置在IGBT模块上方，系统运行时，首先由母线经过启动柜的旁路电阻对直流电容充电，同时由来自控制柜的触发装置控制IGBT模块的通断，将直流电容两端的直流电压逆变成交流电压，并通过IGBT的导通与关断控制该交流电压的频率、幅值和相位，从而产生电流。

触发板与控制柜通信连接，触发板用于测量直流电容的数据后发送至控制柜，以及用于接收触发装置的触发信号；触发板对触发信号解码后驱动IGBT模块的导通和关断，对无功功率和谐波进行补偿；通过无功及谐波补偿，不仅减少无功损耗，避免谐波在变压器内造成更大损耗，还可以提高电气设备利用率，提高单位时间内注入设备的有功功率，功率大大提高，节能降耗的效果显著。

控制柜包括监测装置、计算装置和触发装置，监测装置采集考核点的电流和电压，以及触发板发送的直流电容的数据，计算装置根据考核点的电流、电压以及直流电容的数据计算功率因数，触发装置用于向触发板发送触发信号。

IGBT模块为多个，多个IGBT模块组成IGBT链，控制柜根据计算的功率因数驱动不同数量的IGBT模块导通和关断，以实现连续平滑的调节。

工作原理：10kV动态无功补偿装置，采用可关断电力电子器件IGBT组成自换相桥式电路，经过电抗器并联在10kV电网上，通过调节IGBT的导通与关断控制交流电压的频率、幅值和相位，从而产生电流，迅速吸收或者发出所需的无功功率，实现快速动态调节无功的目的。不需采用大容量的电容、电感器件，而是通过可关断大功率电力电子器件IGBT将直流侧电压转换成交流测与电网同频率的输出电压，实现无功能量的交换，补偿基波无功。在考虑谐波补偿时，SVG动态无功补偿装置相当于一个可控的谐波源，可根据系统情况，进行主动式跟踪补偿。故而可同时对无功功率和谐波进行补偿，提高电气设备利用率，提高单位时间内注入设备的有功功率，实现节能降耗的目的。

控制柜还包括通讯装置，通讯装置与远程后台端通信。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。