[发明专利]无功功率电容补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无功功率电容补偿器。

背景技术

无功功率补偿对电力系统具有重要意义。对电力系统进行适当的无功补偿，可以稳定电网电压，提高功率因数，提高设备利用率，减小网络有功功率损耗输电能力，平衡三相功率，为系统提供电压，提高系统运行安全性。尤其是近年来，随着现代工业和电力工业的不断发展，企业广泛采用异步电动机和电力变压器，以及大型可控硅装置产生的大功率冲击性负荷的存在，使得供电系统功率因低，电压波动加大。因此，无论从提高输电网的传输能力、降低损耗、提高系统稳定性，还是从提高供电质量的角度来看，都需要装设大量的无功补偿装置，无功功率补偿装置的发展前景非常广阔。

目前，国内外无功补偿所技术的发展主要分为三个阶段：

1．固定电容补偿

固定电容补偿是一种比较简单的无功补偿装置，采用接触器、热继电器、无功补偿控制装置以及电容器进行分级、分组投切，由于其结构简单，经济方便，目前还占据了较大的市场份额，但是，这种补偿方式有其明显的缺点，主要有以下几点：（1）容易和系统发生谐振，造成特征次谐波电流的放大，不仅危害电容器本身，而且会危及电网中的电气设备，严重的时候会造成损坏，甚至破坏电网的正常运行；（2）当系统负荷增大或者系统发生故障造成网压降低的时候，电容补偿装置的无功输出反而会随着端电压的降低而减小，达不到要求。（3）接触器频繁投切容易造成接触器触点烧蚀、熔断器烧毁等，故障率较高。（4）控制器控制精度低，再加上是固定电容投切，易造成过补现象，导致瞬间涌流过大烧毁元件。

2．采用晶闸管的SVC动补装置

SVC的基本原理是采用晶闸管相控交流调压，也称为交流斩波，一般采用移相控制。SVC补偿装置具有响应速度快，可连续调节无功功率输出的特点，避免了接触器投切烧蚀元件的现象，但SVC补偿装置的铜耗和铁耗都比较大，输出到交流系统中的高次谐波较多，而且电抗器的体积也较大，尚需进一步完善。

3．SVG的基本原理

SVG是基于瞬时无功率的概念和补偿原理采用GTO构成的换相交流器。SVG分电压型和电流型桥式电路两种。通过调节桥式电路交流侧输出电压的相位、幅值者直接调节其交流侧电流进行无功功率的交换。其调节速度更快，调节范围更宽，欠压条下的无功调节能力更强，因此具有良好的补偿特性。

发明内容

本发明的目的是提供一种无投切振荡，延长器件寿命，提高可靠性的无功功率电容补偿器。

本发明的目的是这样实现的，无功功率电容补偿器，包括FC滤波器、TCR晶闸管、感抗器和控制单元，其特征是：FC滤波器与接有负载的母线之间通过投切开关电连接，投切开关用于投切容抗器，提供容性无功功率补偿、补偿各相功率因数及谐波滤波，TCR晶闸管控制感抗器用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。

投切开关和TCR晶闸管与控制单元电连接，TCR晶闸管接受来自控制系统的信号，改变晶闸管触发角的大小，产生相应的无功补偿电流。

TCR晶闸管采用阀体压制、卧式安装。

FC滤波器中电力电容器为组架式安装，自然冷却。

感抗器是空芯干式，上下双线圈，自然冷却。

本发明的优点是：通过调节TCR晶闸管触发角的大小，控制流过感抗器的电流达到控制无功功率的目的。根据负荷无功功率的变化情况，选择切换切容抗器的选项，补偿各相功率因数，总之，不管负载的无功功率如何变化，总要使二者之和为常数，这个常数等于电容器组发出的容性无功功率的数值，使取自电网的无功功率为常数或为0，即：=常数（或0），最终使得电网的功率因数保持在设定值，电压几乎不波动，从而达到无功补偿的目的，以抑制负载波动所造成的系统电压波动和闪变。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例2结构示意图。

图中，1、TCR晶闸管；2、感抗器；3、FC滤波器；4、投切开关；5、负载；6、母线。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，无功功率电容补偿器，包括FC滤波器3、TCR晶闸管1、感抗器2和控制单元，FC滤波器3与接有负载5的母线6之间有投切开关4，投切开关5用于投切FC滤波器3，提供容性无功功率补偿、补偿各相功率因数及谐波滤波，TCR晶闸管1控制感抗器2用于平衡系统中由于负载的波动所产生的感性无功功率。