[实用新型]基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于交流三相不对称无功补偿的PWM(脉冲宽度调制)分相控制电容型SVC装置。

背景技术

在电力负荷中，有相当一部分属于感性负荷，这些负荷投入运行时除了消耗大量的有功之外，还要吸收大量的无功。在有功功率不变的情况下，无功功率的存在会使功率因数降低，从而需要增大发、输电设备的容量，增加投资和电力损耗，增加运行费用，增大输电线路压降，不利于电力的输送与合理应用。大量的无功功率如果完全由发电厂提供，会造成线路有功损失加大、用户电压降低、电力设备得不到充分应用。当整个系统无功严重缺乏时，还会使整个电力系统崩溃。而且无功功率通过发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是对需要消耗无功功率的地方安装无功补偿设备。因此，选择合理的就地无功补偿设备，对电力系统安全、高效运行具有特别重要的意义。

从80年代开始，我国的无功补偿技术开始了飞跃式的发展，从刚开始的机械投切式到后来各种装置皆有的无功补偿系统，如SVC(静止无功补偿器)、STATCOM(静止无功发生器)、分级型和磁控型并联电抗器(SCSR和MCSR)等。其中SVC是一种静止无功发生或吸收装置，其中静止是相对于发电机、调相机等旋转设备而言的。SVC是在机械投切式电容器和电抗器的基础上，采用大容量晶闸管代替机械开关而发展起来的。它可以快速改变其发出的无功功率，具有较强的无功调节能力，可为电力系统提供动态无功电源，将系统电压补偿到一个合理水平，并可以应用于各种工矿企业负荷的无功补偿中。

下面就以上这些装置的缺点和不足分述如下：

1、对于晶闸管投切电容器TSC，不能实现无功功率连续可调；

2、SVC的缺点控制器设计复杂，成本昂贵；

3、现有无功补偿装置普遍采用交流接触器，等容配置，不具备通讯监测功能，装置故障较多，利用率低下，监控力度不够，且多不具有人机交互与可视化功能。

目前在国内，脉冲触发器还主要靠模拟电路、单片机、以及利用大量的分离IC来实现，集成度低、可靠性差。还有其它类型的脉冲发生装置如PLC、DSP等，它们的控制时延比较长，并且不能实现多路动态控制或者要应用复杂的控制手段才能实现。

国内主要的产品则是三相不可分相的无功补偿装置，即为对称型，同时对三相中的各相补以相同有无功。这就带来了一个问题，就是很多系统中的三相负荷未必是对称的，即每一相的功率因数是不同的，在三相同时补偿时会产生过补偿和欠补偿等各种问题，这样一方面是浪费无功容量，一方面是无功缺额大。为此，开发出一套能分相控制的无功补偿装置是很有必要的。另外，国内产品都不能平衡有功。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，集在线数据采集、实时计算、无功补偿、远程监控于一体，即可补偿无功也可平衡有功。

为此，本实用新型采用的技术方案如下：基于逆阻型IGBT的PWM分相控制电容型SVC装置，其特征在于它包括数据采集装置、PLC控制器、人机界面、FPGA装置、主电路、GPRS通信装置和后台控制机，PLC控制器接收数据采集装置采集到的电网系统参数，并将计算得到的脉冲占空比发送给FPGA装置，由FPGA装置发出脉冲控制主电路的无功输出，人机界面通过数据线与PLC控制器连接，后台控制机通过GPRS通信装置与PLC控制器连接；主电路三相中的每一相均由两个逆阻型IGBT组成一个反并联型双向开关，两个双向开关各串联一电容后并联，并与一限流电感串联后再与一定值电感并联。所述的数据采集装置为功率采集装置。所述的FPGA装置包括一脉冲发生芯片和安装在其上的三个传感器，分别处理三相的占空比转换。所述的人机界面为一触摸屏。人机界面用来现场读取、控制及调整装置的参数，后台控制机(简称PC机)可以通过GPRS通信装置远程读取、控制及调整装置的参数。

本实用新型具有以下有益效果：

1、反并联型双向开关的使用，使主电路的电气性能提高了很多，可承受较大反向电压，通态压降低，开关速度快，延长了此装置的使用寿命，增加了设备的稳定性；

2、本实用新型可实现感性无功到容性无功的连续补偿，比传统的此类补偿器多了感性补偿的部分；并且由于数据的实时采集与PWM的连续触发，可以达到动态补偿的效果，本实用新型每秒采集数据一次，可保证电网的功率因数及电压维持在一定的水平。