一种低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，尤其涉及一种低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。本实用新型的低压混合型无功补偿装置尤其适用于低压系统。

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补偿功率，显然需要较高的成本代价。

因此，亟需一种新型的低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，而提出一种低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：本实用新型提供了低压混合型无功补偿装置，所述低压混合型无功补偿装置包括并联地接入系统的有源型svg模块和至少两组电容模块，所述系统为负载提供电力补偿，所述有源型svg模块检测所述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向系统提供无功功率，其特点在于：

各组电容模块分别通过双向二极管与所述系统连接，且所述有源型svg模块的控制端分别与各组电容模块上的双向二极管的控制端连接以根据所述电压信号和所述电流信号独立地控制各组所述电容模块，使所述电容模块接入所述系统或从所述系统断开。

较佳地，所述低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系统连接。

较佳地，所述低压混合型无功补偿装置还包括断路器，所述断路器与所述电容模块的出口端连接，且为常闭元件。

较佳地，所述低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由彼此并联的电容构成。

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：根据本实用新型的低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。具体地，其兼有无源补偿电容的投切功能，在设定好目标功率因数的前提下优先投入电容；当系统还存在小于0.5倍电容容量的欠补、过补缺口时，svg会以自身快速、灵活的补偿优势进行补缺，从而达到目标功率因数。

附图说明

图1为根据本实用新型优选实施例的低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1所示，其示出了根据本实用新型优选实施方式的低压混合型无功补偿装置。参见图1，低压混合型无功补偿装置包括有源型svg模块1以及多组电容模块2。其中，有源型svg模块1和多组电容模块2彼此相互并联地接入用于为负载3提供电力补偿的系统。有源型svg模块1检测系统的电压信号和电流信号以基于电压信号和电流信号向系统提供无功功率。在一种实施方式中，有源型svg模块1可通过互感器4与系统连接而获取系统的电压、电流信号。

各组电容模块2分别通过双向二极管6与系统连接。各个双向二极管6的控制端分别与有源型svg模块1的控制端连接，以此，有源型svg模块1基于所检测的电压信号和电流信号控制各个双向二极管6使得相应的电容模块2并入系统，或从系统断开。

对于双向二极管6，其一般由两个单向可控硅二极管反并接组成可控电力电子开关。双向二极管6的控制端在电路中与有源svg模块1的控制端并联，双向二极管6主要作用是控制功率模块的开通、断开(即补偿电容的投入、切除)。例如，当系统所需无功与最小电容模组2比值在0.5以下时，有源svg模块1不再开通双向二极管6；当大于0.5以上时，相关的双向二极管6就开始导通，以此避免电容器被频繁地从系统上断开或接合，使其发生损毁。

根据以上形式的低压混合型无功补偿装置，可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，进而达到目标功率因素。在无功功率缺口较小时，可通过有源型svg模块1直接补偿无功功率；当无功功率缺口较大时，视无功功率缺口的大小，选择性地闭合相应的双向二极管6的个数，进而选择接入系统的电容模块2的数量。由于有源型svg模块1具备有源型无功补偿设备的反应速度快的通道，而多组电容模块2具备补偿能力强的特点，通过有源型svg模块1来快速地选择性地调节与系统连接的电容模块2的数量，因而根据本实用新型的低压混合型无功补偿装置同时兼具有源无功补偿设备和无源补偿设备的优点。

对于本实用新型的有源型svg模块1，可选地，其可采用有源逆变pwm输出，采用infineon-f3l150r12w2h3_b11三电平igbt、开关频率20khz和铁硅材质的磁芯电抗，这可使得模块1的整体体积大大缩小。

单组电容模块2的电容，优选地，其可设定为70、80、100、120、150kvar等。

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。以下以各电容模块2具有不同的电容容量c为例，说明根据本实用新型的低压混合型无功补偿装置的一种可适用的实施方式：

1.当无功缺口≤0.5倍电容模块2的最小电容容量时，此时有源型svg模块1能够提供足够的无功功率，其不再闭合相应的双向二极管6，有源型svg模块1通过自发容性无功来补缺，使系统达到目标功率因数。

2.当无功缺口＞0.5倍电容模块2的最小电容容量时，此时有源型svg模块1自身无法能够提供足够的无功功率，有源型svg模块1会促使系统接入一组或多组电容模块2，有源型svg模块1此时通过自发感性无功来补偿过补的容性无功，使系统达到目标功率因数。

3.当负载3减小、有源型svg模块1在发感性无功时，有源型svg模块1则首先切除接近过补容量(即此前提供的无功功率的容量)的电容模块2，然后再调整有源型svg模块1自身的相关市输出，使系统达到目标功率因数。

4.当负载3减小、有源型svg模块1在发容性无功时，有源型svg模块1将切除接近过补容量的电容模块2以及有源型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。基于本实用新型的低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。

进一步参见图1，低压混合型无功补偿装置进一步包括位于各组电容模块2出口端的断路器5，其中断路器5为常闭元件。在电路出现大电流的情况下，设置的断路器5可以包括相应的电容模块2快速从系统断开，避免受到损坏

类似地，低压混合型无功补偿装置还可进一步设置熔断器7，熔断器7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7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，避免电容模块2受过大电流作用而损坏。

对于低压混合型无功补偿装置中的各组电容模块2，在如图1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也可以是由彼此并联的电容构成。可以理解的是，在另一种实施方式中，低压混合型无功补偿装置的部分电容模块2可以是如图1所示的三角形接法的电容模块2，另一部分电容模块2是由彼此并联接入的电容构成。

根据本实用新型的低压混合型无功补偿装置，其尤其适用于0.66kv的系统。

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。