一种高压静止同步无功补偿装置svg的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压静止同步无功补偿装置SVG，由充电柜、功率柜组、控制柜以及连接电抗器构成；所述充电柜、功率柜组和控制柜依次连接；功率柜组由六个并联的功率柜构成。本发明技术的有益效果是：1.能有效的提高电网功率因数，补偿无功功率，提升设备利用率，改善电网电能质量；2.实现简单，模块化结构使得维修更加方便，运行更加可靠。
【专利说明】 —种高压静止同步无功补偿装置SVG
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子领域，涉及一种高压静止无功发生器(SVG)，该设备利用电力电子器件的开通与关断来加强交流输电系统的可控性和增强输电线路功率传输能力，体现着世界电力行业的前沿科技。
【背景技术】
[0002]现有技术中，SVG的全称为静止无功发生器，它在输电网、受端大电网和用户侧电能质量控制中起着关键作用。SVG以三相大功率电压逆变器为核心，其输出电压通过变压器或电抗器接入系统，与系统侧电压保持同频、同相，通过调节其输出电压幅值与系统电压幅值的关系来确定输出功率的性质与容量，当其幅值大于系统侧电压幅值时输出容性无功，小于时输出感性无功。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高压静止同步无功补偿装置SVG，采用了模块化的结构，使得维修简单，运行可靠。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来解决的:
[0005]一种高压静止同步无功补偿装置SVG，由充电柜、功率柜组、控制柜以及连接电抗器构成；所述充电柜、功率柜组和控制柜依次连接；功率柜组由六个并联的功率柜构成。
[0006]所述充电柜包括启动开关、充电电阻、避雷器、旁路接触器和电流互感器。
[0007]所述充电柜中安装了由3个功率电阻串联构成的每相启动电阻，下部有旁路接触器、电流霍尔传感器和避雷器；功率柜顶部配置有风机，柜体内部安放功率模块，功率模块中含有6个直流电容、两个IGBT模块、两个驱动板、两个吸收电容和一个散热器等部件。
[0008]所述功率柜含36个功率模块，每相12个，12个功率模块级联起来，Y连接构成三相整机SVG ;每个功率模块为H桥逆变器结构，其中含有两个IGBT模块。
[0009]所述控制柜包括控制器、显示操作面板、控制电源、继电器和空气开关。
[0010]针对该IOkV SVG’其功率柜柜体中含36个功率模块，每相12个，12个功率模块级联起来，Y连接构成三相整机SVG。每个功率模块为H桥逆变器结构，其中含有两个IGBT模块，这两个IGBT模块采用的是德国英飞凌进口产品，技术成熟且质量有保证。模块化的结构使得维修简单，运行可靠。
[0011]充电柜也叫启动柜，是SVG和电网连接的一个缓冲地带，它由启动开关、充电电阻、避雷器、旁路接触器、电流互感器几个部分组成。
[0012]功率柜是本设备的电能变换主体部分，用于实现功率的实时变换；采用模块化设计，功率单元的结构和性能能完全一致；模块化的结构设计，使得产品紧凑、重量轻，且通用性强，在功率模块发生故障时，使得维护和检修简单化。功率柜体部分设计有独特的风冷却装置与通道，安全高效。
[0013]控制柜为本设备的大脑，控制着整个装置的工作。由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。主要完成控制、保护和监控功能。控制器采用美国TI公司高速数字信号处理芯片TMS320F28335和大规模FPGA芯片。
[0014]连接电抗器的作用为限制无功输出电流；滤除装置产生的高次谐波；它将两个电压源连接起来。电感值增大时，滤除补偿电流高次谐波效果较好，但装置补偿电流减小。容量选择:通常工程选用装置总容量的10%?20%。
[0015]本发明技术的有益效果是:
[0016]1.能有效的提高电网功率因数，补偿无功功率，提升设备利用率，改善电网电能质量。
[0017]2.实现简单，模块化结构使得维修更加方便，运行更加可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的电气系统原理框图；
[0019]图2为本发明的结构示意图；
[0020]其中:I为充电柜,2为功率柜组,3为控制柜，图2-1为充电柜，图2-2为功率柜组，图2-3为控制柜；
[0021]图3为控制器面板示意图
[0022]图4为连接电抗器。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0024]参见图1、2、3和4，一种高压静止同步无功补偿装置SVG，由充电柜1、功率柜组2、控制柜3以及连接电抗器构成；所述充电柜1、功率柜组2和控制柜3依次连接；功率柜组2由六个并联的功率柜构成。
[0025]所述充电柜包括启动开关、充电电阻、避雷器、旁路接触器和电流互感器，结构详见权利要求3和附图2-1。
[0026]所述充电柜中安装了由3个功率电阻串联构成的每相启动电阻，下部有旁路接触器、电流霍尔传感器和避雷器；功率柜顶部配置有风机，柜体内部安放功率模块，功率模块中含有6个直流电容、两个IGBT模块、两个驱动板、两个吸收电容和一个散热器等部件。
[0027]所述功率柜含36个功率模块，每相12个，12个功率模块级联起来，Y连接构成三相整机SVG ;每个功率模块为H桥逆变器结构，其中含有两个IGBT模块。具体结构详见权利要求4和附图2-2
[0028]所述控制柜包括控制器、显示操作面板、控制电源、继电器和空气开关；具体结构详见权利要求5和附图2-3。
[0029]所述连接电抗器，具体结构详见权利要求6和附图4。
[0030]针对该IOkV SVG,其功率柜柜体中含36个功率模块，每相12个，12个功率模块级联起来，Y连接构成三相整机SVG。每个功率模块为H桥逆变器结构，其中含有两个IGBT模块，这两个IGBT模块采用的是德国英飞凌进口产品，技术成熟且质量有保证。模块化的结构使得维修简单，运行可靠。
[0031]充电柜也叫启动柜，是SVG和电网连接的一个缓冲地带，它由启动开关、充电电阻、避雷器、旁路接触器、电流互感器几个部分组成。
[0032]功率柜是本设备的电能变换主体部分，用于实现功率的实时变换；采用模块化设计，功率单元的结构和性能能完全一致；模块化的结构设计，使得产品紧凑、重量轻，且通用性强，在功率模块发生故障时，使得维护和检修简单化。功率柜体部分设计有独特的风冷却装置与通道，安全高效。
[0033]控制柜为本设备的大脑，控制着整个装置的工作。由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。主要完成控制、保护和监控功能。控制器采用美国TI公司高速数字信号处理芯片TMS320F28335和大规模FPGA芯片。
[0034]图1中，通过断路器和高压隔离开关给主电路上电，通过充电电阻完成软启动，通过系统PT、系统CT及装置CT完成12路信号采集。SVG整个的控制核心位于装置控制器，集控制、保护和监视于一体。
[0035]图2中，从左到右，依次为充电柜、功率柜组(中间的6面柜)和控制柜。充电柜中安装了由3个功率电阻串联构成的每相启动电阻，下部有旁路接触器、电流霍尔传感器和避雷器；功率柜顶部配置有风机，柜体内部安放功率模块，功率模块中含有6个直流电容、两个IGBT模块、两个驱动板、两个吸收电容和一个散热器等部件，结构紧凑，安装巧妙，为SVG整机可靠运行提供了保证；控制柜中配有控制箱、工业控制平板电脑、UPS、多个空气开关和接触器等，采用数字化控制系统，集控制与保护于一体，并监视着整机SVG运行状态。
[0036]图3出示了控制器面板结构，含有多个控制电路板，包括电源板、AD信号调理板、DSP控制板、开入开出板、光纤接收触发板及母板等。电源板提供±15V、24V、5V直流电源，驱动控制箱中相应电气元件工作；AD板完成采集信号的调理与转换工作；主控板通过DSP+CPLD结合的方式完成控制算法，产生PWM波；10板提供继电器控制外部接触的闭合与关断的功能；光纤板负责脉冲分配与下发等工作。SVG控制器为链式SVG(静止同步补偿装置)的核心控制部件，主要完成装置的数据采集、动态无功/电压控制算法、系统状态过程的逻辑控制、换流链的控制与保护等功能。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的【具体实施方式】仅限于此，对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
【权利要求】
1.一种高压静止同步无功补偿装置SVG，其特征在于:由充电柜、功率柜组、控制柜以及连接电抗器构成；所述充电柜、功率柜组和控制柜依次连接；功率柜组由六个并联的功率柜构成。
2.如权利要求1所述高压静止同步无功补偿装置SVG，其特征在于:充电柜中安装了由3个功率电阻串联构成的每相启动电阻，下部有旁路接触器、电流霍尔传感器和避雷器；功率柜顶部配置有风机，柜体内部安放功率模块，功率模块中含有6个直流电容、两个IGBT模块、两个驱动板、两个吸收电容和一个散热器；控制柜包括UPS、控制器、工业控制平板电脑、显示操作面板、控制电源、接触器和空气开关。
3.如权利要求1所述高压静止同步无功补偿装置SVG的充电柜，其特征在于:所述充电柜的启动开关位于柜门上，充电电阻位于充电柜中部的电阻绝缘架上，避雷器位于充电柜底部前端绝缘板上，底部中部为电流霍尔传感器，底部后端是旁路接触器。
4.如权利要求1所述高压静止同步无功补偿装置SVG的功率柜，其特征在于:所述功率柜含36个功率模块，每相12个，12个功率模块级联起来，Y连接构成三相整机SVG ;每个功率模块为H桥逆变器结构，其中含有两个IGBT模块。
5.如权利要求1所述高压静止同步无功补偿装置SVG的控制柜，其特征在于:所述控制柜的UPS位于控制柜底部，控制柜中部的面板上装有接触器和空气开关，面板上部是控制箱，控制箱上端是另一面板即显示操作面板，此面板上装有接触器；控制柜柜门上装有工业控制平板电脑。
6.如权利要求1所述高压静止同步无功补偿装置SVG的连接电抗器，其特征在于:所述连接电抗器为三相铁芯电抗器。
【文档编号】H02B1/30GK104022517SQ201410264318
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】刘全峰, 梁艺超, 刘圆圆, 田阳阳, 鹿宇, 李少刚, 李显国, 宁小敏, 李娟
申请人:合容电气股份有限公司