专利名称：用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统动态无功补偿技术领域，涉及一种高压链式静止同步补偿器，特别涉及一种用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统。
背景技术：
目前，N+1型静止同步补偿器(STATC0M)，一般由多个功率单元级联组成，例如对于IOkV系统，考虑到系统安全性，可以设计成11个或11个以上功率单元级联组成，每相每个功率单元需承受至少1000V电压。在实际应用中，由于N+1型静止同步补偿器有余量，故在某一功率单元出现故障时，必须停机更换，这导致功率单元工作的连续性较差，大大降低了设备的综合利用率。中国第20101062423.1号发明专利和第201020700497. 5号实用新型专利公开了一种采用机械开关的单元旁路装置。虽然该实用新型能够旁路切除故障单元，从而在一定程度上保证功率单元运行的连续性，但其机械开关响应速度慢，对电力系统冲击大。中国第201020293970. 2号和第200620133847. 8号实用新型专利公开了一种以单相二极管整流桥和可控硅SCR为主电路的旁路电路。虽然该实用新型可以有效地旁路故障单元，但是由于故障过程中，难免会产生过电压过电流，会使可控硅极易损坏，无法提供可靠旁路。鉴于以上问题，是由必要提供一种用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统以解决以上技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种安全可靠、操作方便的用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案—种用于高压链式静止同步补偿器的混合旁路系统，该混合旁路系统包括相互并联连接的半导体开关和机械开关，所述机械开关为高压真空接触器，所述半导体开关包括两个反并联的晶闸管和过压吸收电路，所述过压吸收电路并接于所述反并联晶闸管的两端。所述过压吸收电路包括串联的吸收电阻Rb和吸收电容Cb ；所述高压真空接触器包括进线端、出线端、真空开关管、以及控制真空开关管的磁力操作机构和控制回路。一种应用上述混合旁路系统的高压链式静止同步补偿器，该补偿器为链式结构，包括换流链，每相换流链均由结构相同的各链节单元串联而成，所述每个链节单元包括直流电容C、H桥电路、旁路系统、直流电压取能电路、驱动电路、旁路系统触发电路和单元控制器；所述H桥电路、直流电容C及直流电压取能电路相互并联连接，所述H桥电路的交流输出端之间并联所述旁路系统，所述直流电压取能电路将所得到的控制电源提供给单元控制器和驱动电路，所述单元控制器分别对H桥电路、直流电容、旁路系统进行控制。[0011]所述H桥电路包括两个相互并联的桥臂，两个桥臂的中点作为交流输出端，该两个交流输出端分别与旁路系统的反并联晶闸管的阳极和阴极相连。与现有技术相比，本实用新型用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统至少具有以下优点本实用新型用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统避免装置频繁退出；旁路电路安全可靠；半导体开关动作快，减少对系统影响；机械开关提供后备保障，合闸速度快。
图1为本实用新型用于高压链式静止同步补偿器的电路结构图；图2是本实用新型旁路系统的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统做详细描述请参阅图1所示，本实用新型公开了一种用于高压的链式静止同步补偿器，所述静止同步补偿器STATC0M采用链式结构，其包括换流链，每相换流链均由结构相同的各链节单元串联而成，所述每个链节单元包括直流电容C、H桥电路、旁路系统、直流电压取能电路、驱动电路、旁路系统触发电路和单元控制器。所述H桥电路、直流电容C及直流电压取能电路相互并联，所述H桥电路包括两个相互并联的桥臂，两个桥臂的中点作为本链节单元的交流输出端，所述交流输出端之间并联所述旁路系统，所述直流电压取能电路将所得到的控制电源提供给单元控制器和驱动电路，所述单元控制器分别对H桥电路、直流电容、旁路系统进行控制，所述驱动电路对H桥电路中的IGBT器件进行驱动。所述单元控制器采用 CPLD。所述旁路系统既包括半导体开关，又包括机械开关。其中，所述机械开关采用快速合闸机械保持的高压真空接触器，其包括进线端、出线端、真空开关管、磁力操作机构和控制回路等。所述半导体开关，即电力电子开关，包括两个反并联的晶闸管和过压吸收电路；所述H桥电路的两个交流输出端分别与所述的反并联晶闸管的阳极和阴极相连；所述过压吸收电路由吸收电阻Rb和吸收电容Cb串联而成，过压吸收电路并接于所述反并联晶闸管的两端。旁路系统要求操作具有快速性，通流能力要求较高，一般要选择基于电力电子器件的旁路手段。最简单的方一式为反并联晶闸管结构，但是单独的反并联晶闸管容易损坏；且晶闸管是不可控器件一旦导通不能控制其关断，不能维持导通状态。本实用新型中采用由电力电子开关和机械开关共同构成的混合式旁路电路，如图1所示，与以上几种旁路方式相比，该电路安全可靠，响应速度快。本实用新型机械开关采用交流、户内、单相操作的结构。进、出线端和真空开关管构成开关的主回路部分，磁力操作机构和控制回路作为该机械开关的控制回路及辅助回路，控制线圈的充放电，从而控制机械开关的分合闸操作。具体操作方法为控制电源先通过电源模块给电容器充电，使其储存足够的能量；当需要进行旁路操作时，主控制器向每个链节单元的单元控制器发出合闸信号，单元控制器再向该链节单元中旁路系统的控制回路发出合闸信号，控制回路的开关合闸接点闭合，合闸回路导通，电容器就向磁力操作机构的电磁线圈放，线圈带电后驱动真空管进行合闸操作。旁路电路为整个链节提供保护，当链节单元正常运行时，H桥电路投入工作，旁路电路退出运行；当链节单元内部发生特定故障时，信号上报给主控制器，主控制器经过判断发出命令，封锁H桥电路，同时旁路电路开通，其中反并联晶闸管的动作时间为微妙级，响应速度快，机械开关的动作时间为毫秒级，保证故障链节可靠旁路，旁路的同时，输出电流转移至旁路部分，实现故障链节退出功能。其旁路结构控制流程如图2所示。以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种用于高压链式静止同步补偿器的混合旁路系统，其特征在于该混合旁路系统包括相互并联连接的半导体开关和机械开关，所述机械开关为高压真空接触器，所述半导体开关包括两个反并联的晶闸管和过压吸收电路，所述过压吸收电路并接于所述反并联晶闸管的两端。
2.如权利要求1所述的用于高压链式静止同步补偿器的混合旁路系统，其特征在于所述过压吸收电路包括串联的吸收电阻(Rb)和吸收电容(Cb)。
3.如权利要求1所述的用于高压链式静止同步补偿器的混合旁路系统，其特征在于所述高压真空接触器包括进线端、出线端、真空开关管、以及控制真空开关管的磁力操作机构和控制回路。
4.一种应用权利要求1所述的混合旁路系统的高压链式静止同步补偿器，其特征在于该补偿器为链式结构，包括换流链，每相换流链均由结构相同的各链节单元串联而成，所述每个链节单元包括直流电容(C)、H桥电路、旁路系统、直流电压取能电路、驱动电路、旁路系统触发电路和单元控制器；所述H桥电路、直流电容(C)及直流电压取能电路相互并联连接，所述H桥电路的交流输出端之间并联所述旁路系统，所述直流电压取能电路将所得到的控制电源提供给单元控制器和驱动电路，所述单元控制器分别对H桥电路、直流电容、旁路系统进行控制。
5.如权利要求4所述的同步补偿器，其特征在于所述H桥电路包括两个相互并联的桥臂，两个桥臂的中点作为交流输出端，该两个交流输出端分别与旁路系统的反并联晶闸管的阳极和阴极相连。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高压链式静止同步补偿器及其混合旁路系统，该混合旁路系统包括相互并联连接的半导体开关和机械开关，所述机械开关为高压真空接触器，所述半导体开关包括两个反并联的晶闸管和过压吸收电路，所述过压吸收电路并接于所述反并联晶闸管的两端。本实用新型提供的旁路系统操作方便，且安全可靠。
文档编号H02J3/18GK202872382SQ20122053936
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者封磊, 苟锐锋, 谈龙成 申请人:中国西电电气股份有限公司, 中国科学院电工研究所