專利名稱：高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的主回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工技術(shù)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種晶閥管控制電抗器型靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置(簡(jiǎn)稱TCR)技術(shù)背景在電力變電站、電爐煉鋼、連鑄連軋等工業(yè)領(lǐng)域，需要采用大容量TCR型的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置(SVC)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功，消除電壓波動(dòng)與閃變。目前，應(yīng)用較多的晶閘管控制電抗器型高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置(TCR)是將相控電抗器與高壓晶閘管閥直接串聯(lián)之后接入電網(wǎng)，控制裝置通過控制高壓晶閘管閥的觸發(fā)角來調(diào)節(jié)(TCR)的無功功率實(shí)現(xiàn)靜止動(dòng)態(tài)無功功率的補(bǔ)償與調(diào)節(jié)，從而消除電力系統(tǒng)、電壓波動(dòng)與閃變，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。但是傳統(tǒng)的TCR存在一定的缺點(diǎn)①采用高壓晶閘管閥，技術(shù)難度大，控制困難，成本高，可靠性差；②高壓晶閘管閥冷卻困難，絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜；③觸發(fā)一致性差，技術(shù)難度大；④晶閘管閥的保護(hù)回路復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有TCR技術(shù)存在的不足，提供一種新型TCR裝置的主回路，用于高壓電力系統(tǒng)的靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)感性無功功率的快速連續(xù)調(diào)節(jié)；根據(jù)變壓器二次通斷狀態(tài)下的一次側(cè)等效通斷原理，將高壓移相控制變?yōu)榈蛪阂葡嗫刂?，從而使裝置控制簡(jiǎn)單，冷卻方便，性能穩(wěn)定可靠。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型TCR高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的主回路，包括相控電抗器L和變壓器B，晶閘管T，其特征是變壓器B的高壓側(cè)繞組與相控電抗器L串聯(lián)，變壓器B低壓繞組的兩端分別與一組反向并聯(lián)的晶閘管T的兩端相連接。
本發(fā)明技術(shù)方案中所說的變壓器B高壓側(cè)繞組兩端分別與兩個(gè)相控電抗器L串聯(lián)成一個(gè)無功調(diào)節(jié)單元，三個(gè)無功調(diào)節(jié)單元接成三角形連接后接高壓電網(wǎng)。
本發(fā)明的TCR裝置優(yōu)點(diǎn)在于1、避免晶閘管控制器件直接承受主回路的高電壓，因而只需要采用單管或少數(shù)晶閘管串聯(lián)，就可以實(shí)現(xiàn)感性無功功率的快速連續(xù)調(diào)節(jié)的目的；2、控制和觸發(fā)不再涉及高壓回路，因而不需要復(fù)雜的電隔離，控制系統(tǒng)可以采用獨(dú)立的控制電源，觸發(fā)容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3、功率單元的冷卻系統(tǒng)也因?yàn)椴辉偕婕案唠妷憾兊煤?jiǎn)單方便；4、在低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)控制功能，性能更加穩(wěn)定可靠。


圖1是本發(fā)明的TCR主回路原理圖；圖2是一種典型的TCR應(yīng)用原理圖；圖3是一種典型的適用于大型電弧爐的TCR型SVC裝置主回路。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
圖1的原理圖中，兩個(gè)相控電抗器L與變壓器B的高壓繞組串聯(lián)后，接入高壓電網(wǎng)，變壓器B的副邊低壓繞組的兩端分別與反向并聯(lián)晶閘管T的兩端相連接，采用通用的無功功率調(diào)節(jié)裝置控制晶閘管T的導(dǎo)通角，即可調(diào)節(jié)無功功率，由圖1可知，調(diào)節(jié)無功功率的反向并聯(lián)晶閘管T與高壓線路沒有電氣聯(lián)結(jié)，動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償調(diào)節(jié)控制在變壓器B的低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)，高電壓的耐受由變壓器B的原邊繞組及其絕緣結(jié)構(gòu)承擔(dān)，選定變壓器的電壓變比，使變壓器的副邊電壓在單只或者少量串聯(lián)晶閘管的耐受電壓范圍之內(nèi)，從而可以采用反并聯(lián)的單管或少量串聯(lián)后的管閥實(shí)現(xiàn)分相控制，采用傳統(tǒng)的TCR控制原理，避免了晶閘管與高壓電網(wǎng)直接相連，從而免去了一系列復(fù)雜的觸發(fā)隔離、保護(hù)措施等，晶閘管的冷卻也可以不用考慮高電壓的影響，直接采用普通水冷或強(qiáng)制風(fēng)冷，從而使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單可靠。
圖2是本發(fā)明典型的TCR應(yīng)用方案，該方案中采用圖1結(jié)構(gòu)的主回路，兩相控電抗器L與變壓器B高壓繞組串聯(lián)后按照傳統(tǒng)TCR主線路結(jié)構(gòu)搭建的主回路Δ連接，經(jīng)開關(guān)S接高壓電網(wǎng)，反向并聯(lián)的晶閘管T由無功功率調(diào)節(jié)裝置控制，圖中未畫出，這里只是將傳統(tǒng)TCR主線路中的高壓晶閘管閥串改成了變壓器型電磁感應(yīng)相控閥，控制原理可與傳統(tǒng)TCR完全一致，由圖2可知，該方案主回路原理清楚，主線路簡(jiǎn)單、控制也較簡(jiǎn)單。
圖3是采用本發(fā)明的TCR型SVC裝置的實(shí)施例，適用于大容量的電弧爐的高次諧波電流的濾除和動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償。圖中，電網(wǎng)電壓為35kV，電爐M通過Y形聯(lián)接的變壓器和開關(guān)S1接高壓電網(wǎng)；四路分別諧振于2次、3次、4次、5次諧波頻率的LC單調(diào)諧濾波及無功功率補(bǔ)償回路FC，通過開關(guān)S2、S3接高壓電網(wǎng)，其主要功能是濾除2、3、4、5次諧波電流的同時(shí)，對(duì)電爐M補(bǔ)償固定容量的容性無功功率；圖2結(jié)構(gòu)的主回路通過開關(guān)S4接高壓電網(wǎng)，當(dāng)電爐M負(fù)荷較輕時(shí)，四路單調(diào)諧濾波及無功功率補(bǔ)償回路FC對(duì)電網(wǎng)的容性過補(bǔ)償，這時(shí)控制TCR的感性補(bǔ)償容量，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無功功率平衡；當(dāng)電爐M有單相滅弧情況時(shí)，系統(tǒng)將出現(xiàn)三相不平衡，TCR也可以通過分相控制來改善三相不平衡狀況，其具體工作原理是無功功率調(diào)節(jié)裝置測(cè)量電爐變壓器的電流、電壓及相角等參數(shù)，通過計(jì)算電路算出需要的無功功率補(bǔ)償量以及對(duì)應(yīng)的反向并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，并發(fā)出相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，觸發(fā)晶閘管實(shí)現(xiàn)感性無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的主回路，包括相控電抗器L和變壓器B，晶閘管T，其特征是變壓器B的高壓側(cè)繞組與相控電抗器L串聯(lián)，變壓器B低壓繞組的兩端分別與一組反向并聯(lián)的晶閘管T的兩端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的主回路，其特征是所說的變壓器B高壓側(cè)繞組兩端分別與兩個(gè)相控電抗器L串聯(lián)成一個(gè)無功調(diào)節(jié)單元，三個(gè)無功調(diào)節(jié)單元接成三角形連接后接高壓電網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是高壓靜止動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置的主回路，屬于電工技術(shù)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中采用高壓晶閘管閥技術(shù)難度大、控制困難、成本高、可靠性差，且冷卻困難，絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，保護(hù)回路復(fù)雜的問題。本發(fā)明包括相控電抗器和變壓器，晶閘管，其特征是變壓器的高壓側(cè)繞組與相控電抗器串聯(lián)，變壓器低壓繞組的兩端分別與一組反向并聯(lián)的晶閘管的兩端相聯(lián)接。本發(fā)明由于將高壓分相控制變?yōu)榈蛪悍窒嗫刂疲苊饩чl管控制器件直接承受主電路的高電壓，因而只需要采用單管或少量串、并聯(lián)，就可解決相控問題，從而達(dá)到控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，觸發(fā)容易，功率單元方便，性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101093939SQ20061001942
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者余龍海 申請(qǐng)人:襄樊大力工業(yè)控制股份有限公司