[实用新型]一种动态电力滤波补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流电力系统中谐波滤波和动态无功功率补偿装置。

背景技术

接入交流电力系统的工业负载，尤其是轧钢厂或具有类似负荷性质的工厂，其直流传动装置是采用六相或十二相变流装置，变流装置在生产过程中产生(6k+1)或(12k+1)次谐波，谐波对电力系统产生污染，形成谐波公害。同时变流装置低功率因数需要补偿无功功率。为了解决轧钢厂谐波污染和无功功率补偿的问题，目前国内普遍采用的是：

1、在轧钢厂车间变电站高压母线上安装电力滤波装置FC，即FC方案。FC方案是由电抗器L和电容器C串联构成谐振回路，对特征谐波次数(如：5次，7次，11次谐波等)形成低阻抗通道，到达滤波的目的，同时电容器基波为电力系统提供无功功率，进行无功补偿和提高功率因数。这种电力滤波装置FC的缺点是：FC是按照一定的电力系统参数和一定的负荷参数设计安装的。由于电力滤波装置FC的容量是固定的，受电容器冲放电时间限制，所以不能根据负荷变化快速调节无功功率。因此，在轧机不工作时，将会产生无功功率倒送问题，从而造成功率因数过低而罚款。无功功率倒送将产生损耗。

2、安装静止型动态无功补偿装置(SVC)，即FC+TCR方案。由电感和电容构成的K次谐波的L-C串联滤波器和由相同规格的晶闸管反并联构成的开关电感和电子控制电路组成。工业负载常见的有轧钢机或者是电弧炉，这种非线性负荷在生产过程中会产生大量的谐波，谐波在线路、变压器等电气设备中产生附加损耗，形成谐波公害。安装这种静止型动态无功补偿装置SVC的缺点是：控制系统复杂，晶闸管要串、并联，一旦晶闸管串中的某个晶闸管被击穿，全部系统电压就加到其它几只晶闸管上，造成其它晶闸管击穿而引起晶闸管串击穿；SVC中的TCR是一个大谐波源，产生的谐波污染电力系统；另外，安装静止型动态无功补偿装置(SVC)价格昂贵。

3、中国专利说明书：CN99109784.X描述的无触点开关无功功率补偿装置，是FC+TSR方案。该装置由电感和电容构成的K次谐波的L-C串联滤波器和由相同规格的晶闸管反并联构成的开关电感和电子控制电路组成，滤波器和开关电感并联接入同一母线。该专利适用于供电电压波形畸变严重或负荷含有丰富谐波如单相焊机群，节能灯群场合，可以应用10KV或更高电压等级电力系统上。该专利能进行有极快速补偿无功功率，提高功率因数；晶闸管反并联构成开关电感(TSR)，晶闸管要么全导通，要么全关闭，电流波形为正弦波，因此，自身不产生谐波。其缺点是：当其用于10KV及其以上的电力系统时，和静止型动态无功补偿装置(SVC)一样，晶闸管要串、并联，一旦晶闸管串中的某个晶闸管被击穿，全部系统电压就加到其它几只晶闸管上，造成其它晶闸管击穿而引起晶闸管串击穿；由于晶闸管反并联构成的开关电感(TSR)为系统提供的无功功率是有极的，在负荷较小波动时，无功功率补偿很难选择，会造成开关电感投上欠补，切除又过补的现象发生，不能为电力系统提供连续可调的无功功率；另外，此技术方案应用于10KV及其以上的电力系统时会造成本增加，实施起来会有一定的难度。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决以上问题，而提供一种动态电力滤波补偿装置，进行谐波滤波和快速无功补偿，这种装置控制系统简单可靠、无功功率连续可调，功率因数接近1，且成本低。

本实用新型的技术方案是这样设计的：一种动态电力滤波补偿装置，其特点是：它由主电路和控制电路组成，其主电路包括安装在变电站高压母线上的电力滤波装置(FC)、安装在整流变低压母线上的由相同规格的晶闸管反并联后与电感串联组成的晶闸管投切电抗器(TSR)和晶闸管控制电抗器(TCR)；其控制电路包括从变电站高压母线上采样的电压采样装置和电流采样装置、将采样信号进行处理的控制器、将控制器发出的控制信号送至晶闸管电抗器的触发器。