[实用新型]有源全补偿的消弧线圈装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种消弧线圈装置产品，尤其涉及一种有源全补偿的消弧线圈装置，属于电力系统领域。

背景技术

传统的自动跟踪补偿消弧线圈大多只能补偿接地故障点残流的基波无功分量，不能对残流中的有功分量和谐波分量进行有效的补偿。随着我国城市配电网规模的扩大，接地故障点残流中的有功分量及谐波分量也在不断提高。在系统发生单相接地故障时，仅仅补偿残流中的无功分量已经不能满足当前配电网的安全性，故障点残流中的有功分量及谐波分量仍可使电弧维持，从而使事故进一步扩大。

目前该技术领域也有一些专利，如专利申请号200410010260.3“可控电抗器”，通过调节变压器二次侧电流标幺值从而改变变压器铁芯的导磁率，使变压器的等效阻抗连续可调，自身不会为电网带来谐波干扰，能够补偿无功、滤除谐波，但是没有考虑到对残流中有功分量的补偿。专利申请号00206677.7“快速调节消弧线圈装置”，通过调节可控硅的触发角使消弧线圈的等效电感与对地电容发生谐振，以补偿接地点的容性无功电流，它采用多个绕组构成连续调节方式使消弧线圈的调节范围增大，从而使渡过消弧线圈的谐波分量较小，但它也未考虑到对残流中有功分量的补偿。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种有源全补偿的消弧线圈装置，具有实现对残流中有无功分量、有功分量及谐波分量动态补偿的无级调节，调节速度快、适应性好的效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种有源全补偿的消弧线圈装置，包括消弧线圈一次绕组L0，消弧线圈二次绕组L1、L2、L3、L4，双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4，逆变单元直流侧电源U_d，所述IGBT及二极管V1、V2、V3、V4组成逆变单元，消弧线圈二次绕组L1、L2、L3、L4分别与双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4并联构成相控式电抗器，消弧线圈二次绕组L5与逆变单元并联组成有源跟踪逆变装置。

所述逆变单元直流侧电源U_d与逆变单元并联。

本实用新型的有益效果是：可实现对残流中有无功分量、有功分量及谐波分量动态补偿的无级调节，调节速度快、适应性好。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型发生单相接地故障时中性点经有源全补偿的消弧线圈接地的电路图；

图3为图2的等效电路图。

图中：1、相控式电抗器，2、有源跟踪逆变装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括消弧线圈一次绕组L0，消弧线圈二次绕组L1、L2、L3、L4，双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4，逆变单元直流侧电源U_d，所述IGBT及二极管V1、V2、V3、V4组成逆变单元，其特征在于，消弧线圈二次绕组L1、L2、L3、L4分别与双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4并联构成可对无功电流补偿的相控式电抗器，消弧线圈二次绕组L5与逆变单元并联组成可对谐波和有功电流补偿的有源跟踪逆变装置；逆变单元直流侧电源U_d与逆变单元并联。

本实用新型中的一次绕组作为主感，二次绕组采用多绕组式结构，消弧线圈二次绕组L1、L2、L3、L4分别与双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4并联构成可控电抗器1，通过控制双向晶闸管SC1、SC2、SC3、SC4的导通角调节消弧线圈等效电抗，以补偿残流中的基波无功分量；另一个二次绕组L5连接逆变单元作为其负载2，逆变单元可等效成一个可控电压源，采用有源注入的方式改变该可控电压源的电压即可生成所需要的补偿电流，以完成对残流中有功分量及谐波分量的补偿。

如附图2、图3所示，                                                为电网零序电压，为A相电压，为二次侧可控电抗器的等效电抗，为有源全补偿的消弧线圈装置零序励磁电抗，为电网三相对地总的绝缘电阻，为电网三相对地总分布电容，为接地点过渡电阻，L为输出电抗器等效电抗，为逆变单元等效的可控电压源的电压。

通过控制双向晶闸管SC1~SC4的导通角调节消弧线圈等效电抗使其与和恰好发生谐振，则使基波无功分量为零，即：

设逆变器等效成可控电压源，则输出电抗L上的电流为：

通过改变可控电压源电压的大小及相位可以调节有源消弧线圈所需的输出电流，即可实现对残流中有功分量及谐波分量的补偿，最终实现对残流的最佳补偿。