[实用新型]高压无功动态补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力无功动态补偿装置，尤其是一种实现电力、煤炭、钢铁、水泥、化工、电气化铁路等行业应用的6KV，10KV，27.5KV，35KV等电压级别的变配电及工作设备就地补偿的一种无功动态补偿装置。

背景技术

随着大功率有源器件及其控制技术的飞速发展，使得原不可想象的瞬时性无功补偿得以实现，电能质量的时变性波动也得到了很好的改善，SVC作为成熟性产品近年来在国际国内供、用电企业中得到了推广和认可。

国内市场现有SVC产品的形式主要有两种，一种是TCR相控电抗器型SVC，另一种是MCR磁控饱和电抗器型SVC。两种形式基本都是沿用国外模式，没有什么变化。TCR型SVC具有响应速度快，一般在10ms-30ms之间，噪声小、温升低的特点，但在相位控制时寄生的谐波量相对较大。MCR型SVC谐波含量相对较低，控制简单。由于采用磁放大原理，用低电压小电流晶闸管控制高电压、大功率电抗器，安全度更高一些。但噪声大，设备温升高、响应速度慢，在0.3-0.6s之间。两种形式SVC都是可控电抗器与固定补偿电容器直接并联，输出容量的调节完全靠控制电抗器感性电流的大小来实现。

可控电抗器自身谐波的大小和它本身的容量有直接关系，容量越大，向系统注入的谐波也越大。反之，减小可控电抗器的容量，自然也就减小了寄生谐波向电网的注入。而现代企业生产的实际情况往往是小部分瞬变性负荷(电弧炉、电机车)，与较大部分阶段性变化的负荷(如周期性生产设备、检修频繁设备、四班三运转型生产设备等)的并列运行。因此，用TCR或MCR型SVC来补偿变、配电站里全部负荷的无功容量，设备利用率很低、很不经济，而且还会对电网造成很大的谐波污染，为此又必须增设附属设备-滤波器，来消除其本身的谐波，做很多无用的工作。从这个意义上讲现有SVC仅适合于电弧炉、轧钢机等大型瞬变性设备旁边的就地补偿，并不适合在变电站、配电所里使用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种将小容量可控电抗器与大容量调压式电容器综合成一体的，既能够满足变、配电站多种负荷连续、快捷、大容量动态补偿需要，又解决了传统SVC谐波大污染问题严重的高压无功动态补偿装置。

本实用新型的理论依据是Q＝2πfCU^2，调压式动补电容器用以补偿变电站里那些具有阶跃性变化的负荷所需的无功量。调节电容器两端的电压也就调节了电容器容性电流的输出。

TCR型电抗器：TCR型相控电抗器由晶闸管和电抗器串联组成，晶闸管触发延迟角α的有效移相范围为90°~180°。α＝90°时，晶闸管完全导通，导通角δ＝180°，这时其吸收的基波电流和无功功率最大。当触发角在90°~180°之间时，晶闸管为部分区间导通，导通角δ＜180°，增大触发延迟角的效果，就是减少电流中的基波分量，相当于增大补偿器的等效电感抗，因而减少了其吸收的无功功率。受控的TCR感性电流与并列运行电容器的容性电流矢量合成后对电网进行补偿，因此调节TCR吸收的无功量，就改变了SVC装置对系统的无功补偿量。

MCR型电抗器：MCR型电抗器，是利用直流励磁控制铁芯的饱和度，改变电抗器的电感量，实现对电感电流的连续调节。按励磁形式的不同分为自励式和他励式。结构上多采用变截面即磁阀式方式。他励式结构简单，控制绕组与工作绕组完全分离，安全度高；自励式电抗器的单相结构原理如下：当V1、V2均不导通时，电抗器与空载变压器相同，通过的只是很小的空载励磁电流，当电源电压处于正半波时，V1承受正向电压V2承受反向电压，此时发出触发命令，V1导通，电源通过变比为Nk的“自耦变”在上下两部分产生直流控制电流。电源电压处于负半周时，V2导通，情况相同。因此改变V1、V2的导通角，便可改变被控电流的大小，从而改变铁芯的饱和程度，达到调节电感电流的目的。

由于装置采用机械开关与无触点开关并列使用的综合方式，通常的控制逻辑已无法完成对设备更合理的操控，也必须相应地采用综合控制逻辑。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种高压无功动态补偿装置，由TCR相控电抗器型SVC组成，在主变压器与负荷电连接的母线上并联有一条由自耦变压器、电容器和电抗器串联而成的容抗支路，所述TCR相控电抗器型SVC与自耦变压器的中间输出端电连接。所述TCR相控电抗器型SVC，为三个由两个反向并联的可控硅的两端分别串联一个电抗器构成的支路串联而成的封闭回路，所述任意两支路的连接点的其中一个连接点与自耦变压器的中间输出端电连接。

本实用新型解决其技术问题的技术方案还可以是：