[实用新型]一种基于IGBT的兆乏级链式静止同步补偿器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于IGBT的兆乏级链式静止同步补偿器，特别涉及一种兆乏级链式静止同步补偿器的结构设计。

背景技术

随着现代科学技术的发展，一方面，造成电能质量问题的因素不断增长，如以电力电子装置为代表的非线性负荷的使用、各种大型用电设备的启停等；另一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高。上述问题的矛盾越来越突出，这使得电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大，电能质量直接关系到国民经济的总体效益。

对供电质量及可靠性的要求日益提高是和用户的工艺过程水平的发展相联系的，近代科技进步又促进生产过程的自动化和智能化，对电能质量提出了更高更新的要求。一个计算中心失去电源2s就可能破坏几十小时的数据处理结果而造成上百万元的经济损失。在大型机器制造厂，0.1s的电压突降就可能造成异常的生产状况和质量破坏。当今自动化设备控制的连续精加工生产线，它们对配电系统中的干扰异常敏感，几分之一秒的不正常供电就可能在工厂内部造成混乱，其损失是难以估量的。这些用户对不合格电力的容许度可严格到只有1～2周波。现代化的商贸中心、银行、医院也是如此。谐波的严重危害和所造成的损失经常被人们所提及，而无人值守变电站中计算机系统突然出现的死机现象，大多属于电能质量问题。

目前城市和农村配网存在低功率因数和谐波污染问题。大量无功电流在电网中的流动会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落严重。谐波污染则会使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。谐波对公用电网和其他系统的危害大致由以下几个方面：1．谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。2．影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏。3．谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使谐波危害大大增加，甚至引起严重事故。4．谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确。5．谐波对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

如何提高和保证电能质量,已成为国内外电工领域迫切需要解决的重要课题之一。

随着我国“西电东送”战略的实施和互联电网规模的扩大，电压稳定问题尤为突出。珠三角及长三角形成的超大型负荷中心存在的主要问题是动态无功支撑日益不足。近二十年来，世界各地由电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故，在我国电压崩溃事故也多次发生。采用静止同步补偿器(STATCOM)是解决这些问题的最有效措施之一，它在解决电网稳定性以及配电电能质量等问题中发挥了相当重要的作用，是目前各国普遍采用的先进实用技术。

近段时间提出的系统化综合补偿技术是解决电能质量问题的"治本"途径。对于稳态时的电压质量问题有许多成熟的措施加以解决;但对于动态电能质量问题,依靠传统的无功补偿和常规的滤波装置则不能有效地解决,因为诸如电压跌落、浪涌、电压脉冲与瞬时供电中断这类电能质量问题持续的时间很短、变化很快,并且有的电能质量问题还伴随着部分甚至全部的有功损失等情形。

在电力系统中，为了控制母线电压使之合乎安全、经济运行的要求，经常需要在某些母线上投入无功补偿。以往常用的手段有机械投入的并联电容器、调相机以及静止无功补偿器SVC等几种。但它们都存在着一些问题，如最常见的并联电容器运行不便、在系统电压降低时不能有效地提供无功支持、调相机的设备和运行成本较高、SVC占地面积大和电压降低时补偿效果差以及运行成本高等缺点。

STATCOM较好的解决了这些问题。与以上几种设备不同，它不需要庞大且昂贵的无源器件――电容、电感，也不需要旋转电机，占地面积小，其动态响应速度相当快；其工作范围很宽，容性或感性补偿都很容易实现；它受系统电压变化的影响比较小，可以在系统故障情况下提供有力的无功支持。