一种高压混合型无功补偿装置的制作方法

本实用新型涉及功率补偿技术领域，尤其涉及一种高压混合型无功补偿装置，其兼具有源补偿和无源补偿的功能。本实用新型的高压混合型无功补偿装置尤其适用于高压系统。

背景技术：

作为工矿企业，追求的目标就是效益。生产用电，提高供电设备的效率和供电质量已成企业的既定目标。目前在电力行业治理无功的设备分：无源型和有源型两大类。

无源型的无功补偿设备主要元器件是电力电容，具有结构简单、易于实现、造价低的优势，不足就是系统响应速度慢、补偿精度差、容易造成系统谐振。

有源型的无功补偿设备主要元器件是现代电力电子器件igbt和现代高度集成的微电子芯片dsp、fpga组成的新产品，具有建模灵活、运算精准、响应速度快、补偿精度高、不易谐振等优势；但整体价位较无源型高。然而，仅通过有源型无功补偿设备来为系统做补偿功率，显然需要较高的成本代价。

针对于高压系统，有源型无功补偿设备多采用如图1所示的直链式高压svg设备。对于该类补偿设备，直链式高压svg设备内部的各个电力电子器件均是适用于高压环境的高压电力电子器件。高压电力电子器件的价格相对高昂，其价格一般为对应的低压电力电子器件的价格的5-10倍。

因此，亟需一种新型的高压混合型无功补偿装置，以消除现有技术存在的上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了解决现有的无源型无功补偿设备系统响应速度慢、补偿精度差，以及有源无功补偿设备价格高昂的缺陷，而提出一种适用于高压系统的高压混合型无功补偿装置。

本实用新型是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：本实用新型提供了高压混合型无功补偿装置，所述高压混合型无功补偿装置包括联接至高压系统的至少两组有源型svg模块和至少两组电容模块，其中，所述高压系统为负载提供电力，所述有源型svg模块检测所述高压系统的电压信号和电流信号以基于所述电压信号和所述电流信号计算高压系统提供所需无功功率，其特点在于：

所述至少两组有源型svg模块彼此并联地联接至变压器，并由变压器联接至所述高压系统；

各组电容模块分别通过接触器与所述高压系统连接，且所述有源型svg模块的控制输出端口分别与各组电容模块上的接触器的控制端口连接以根据所述电压信号和所述电流信号独立地控制各个所述接触器的启闭。

较佳地，所述高压混合型无功补偿装置还包括与各个所述有源型svg模块联接的集中控制器，所述集中控制器被配置为能够选择性地设置接入所述高压系统的有源型svg模块的数量。

较佳地，所述集中控制器包括触摸屏。

较佳地，所述高压混合型无功补偿装置还包括位于所述变压器和所述高压系统之间的高压开关柜。

较佳地，所述高压混合型无功补偿装置还包括互感器，所述有源型svg模块通过所述互感器与所述高压系统连接。

较佳地，所述高压混合型无功补偿装置还包括熔断器，所述熔断器与所述电容模块的出口端连接。

较佳地，至少两组电容模块中至少具有两组电容不同的电容模块。

较佳地，至少两组电容模块的至少一组电容模块包括采用星型连接的三个电容。

较佳地，至少两组电容模块的至少一组电容模块包括采用三角接法彼此连接的三个电容。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：根据本实用新型的高压混合型无功补偿装置既有无源电容补偿的经济性，又有有源补偿的快速响应、高精度和灵活性。此外，由于将多个适用于低压环境的有源svg模块并联接入升压变压器中，实现动态补偿无功、向高压电网的投送。

附图说明

图1为现有技术中的直链式高压svg设备的结构示意图；

图2为根据本实用新型优选实施例的高压混合型无功补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都将落入本实用新型的保护范围之中。

如图2所示，其示出了根据本实用新型优选实施方式的高压混合型无功补偿装置。参见图2，所述高压混合型无功补偿装置包括分别并联联接至系统的多组有源型svg模块1和多组电容模块2。其中，系统为负载10提供电力。有源型svg模块1检测系统的电压信号和电流信号并基于电压信号和电流信号计算出系统所需无功功率。在一种实施方式中，有源型svg模块1可通过互感器7与系统连接而获取系统的电压、电流信号。

各组有源型svg模块1彼此并联地联接至变压器3，再由变压器3联接至系统。高压混合型无功补偿装置中的各组电容模块2分别通过接触器4与系统连接。其中，各组电容模块2回路上的接触器4的控制端口与有源型svg模块1的控制输出端口连接，有源型svg模块1根据检测到的系统电压信号和电流信号控制各个接触器4的启闭。

根据以上形式的高压混合型无功补偿装置，各有源型svg模块1通过变压器3而升压后将无功率提供给电网系统，因此，应用于低压级的有源型svg模块1可以不采用价格高昂的链式高压svg设备即可为高压电网联接并为其提供补偿功率。进一步地，根据所检测的电压信号和电流信号计算出系统中的感性无功，以及所需补偿的无功功率，高压混合型无功补偿装置可相应地调节接入电网系统的电容模块2的数量。

在图2的实施方式中，各有源型svg模块1被设定为同一型号。用于控制各接触器4的断开和闭合的有源型svg模块1，可以被设定为其中的任意一个。在设有多个有源型svg模块1的实施方式中，优选地，高压混合型无功补偿装置可设置与各个有源型svg模块1联接的集中控制器。集中控制器通过比较各模块上传的数据，可检测出发生故障的有源型svg模块1，并将其检测的数据剔除出去，而将剩余的有源型svg模块1的检测数据作为基础数据进行求和平均并输出控制各接触器4的控制信号。

诸如触摸屏5的集中控制器被配置为能够选择性地设置接入系统的有源型svg模块1的数量。借由集中控制器，用户可任意地选择接入电网系统的相应数量的有源型svg模块1。应当理解，接入电网系统的有源型svg模块1的数量应不低于2个，以此适应于高压系统。

可选地，在变压器3和高压系统之间可设置高压开关柜6。

可选地，根据本实用新型的有源型svg模块1由1片dsp(tms320f28335)和1片fpga(xc2s300e-6pq208i)构成，在原有源的基础上，将该模块可将富裕的资源拓展出1路485通讯口、18路输出口，可兼容目前电容补偿所需的控制模式。

对于本实用新型中的各组电容模块2，电容可设为相同或不同。各电容模块2的电容可设为相同或不同。优选地，各种电容模块2优选地被设置成具有不同的电容容量，以此实现精细化调节的目的。

电容模块2中设置的电容可具有不同形式，在如图2所示的实施方式中，其可以包括采用三角接法彼此连接的三个电容；在其他未示出的实施方式中，电容模块2也可以是由彼此串联(星型接法)的三个电容构成地星型接法。可以理解的是，在另一种实施方式中，高压混合型无功补偿装置的部分电容模块2可以是如图2所示的三角形接法的电容模块2，另一部分电容模块2是由彼此串联接入的电容构成地星型接法。在如图2所示的实施方式中，各电容模块2可选地具有0.4mvar、0.5mvar、0.6mvar的容量。

高压混合型无功补偿装置可进一步设置熔断器8。其中，熔断器8与电容模块2的出口端连接。当系统中的电流过大时，熔断器8自身产生的热量使熔体熔化进入使得相应的电容模块2被断开，避免因电容模块2异常而影响电网系统的正常供电。

以下以各电容模块2具有相同的电容，且均是由采用三角接法的三个电容器连接而成的电容模块2为例，说明根据本实用新型的高压混合型无功补偿装置的工作原理。

1.当无功缺口≤0.5倍单个电容模块2容量时，系统不再投入电容模块2，改由n个有源型svg模块1按设置的比例自发容性无功来补缺，使系统达到目标功率因数。其中，根据电网所在系统接入的设备数量和设备类型初步判断常规状况下需要补偿的无功功率等，设计人员可适应地设定有源型svg模块1的数量。对于各有源型svg模块1提供之间的无功功率之比，可以理解的是，其为一个动态数据。对于前期提供较大比例容性无功的有源型svg模块1，其在后期可提供相对较少比例的容性无功；反之则在后期提供较大比例的容性无功。

2.当无功缺口＞0.5倍电容组容量时，系统会再投一组电容模块2，这时过补的容性无功改由n个有源型svg模块1按设置的比例自发感性无功来补偿，使系统达到目标功率因数。

3.当负载10减小、有源型svg模块1在发感性无功时，系统将首先切除之前过补容量(即此前提供的无功功率的容量)的电容模块2，然后再调整n个有源型svg模块1自身的相关输出，使系统达到目标功率因数。

4.当负载10减小、n个有源型svg模块1在发容性无功时，系统将切除接近过补容量的相应一组或多组电容模块2以及其中的一个或多个有源型svg模块1，然后再调整相关输出，使系统达到目标功率因数。

需要说明的是，以上实施方式仅为为了便于理解而说明的一种可供选择的实施方式。基于本实用新型的高压混合型无功补偿装置，本领域技术人员可以理解，还可以基于其他方式来实施。

可选地，电网系统为10kv电网系统。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。