[实用新型]配电网动态无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无功补偿装置，尤其涉及一种配电网动态无功补偿装置。

背景技术

目前,随着越来越多的非线性负荷的投入使用，公用电网中谐波成分日益严重，谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，传统用的投切电容器补偿无功功率装置不能连续频繁投切电容，因为电容需要放电时间，投切电容响应速度慢，不能补偿动态无功，且不能连续补偿，有谐波的场合不能使用，会击穿电容，造成谐振，引起电容爆炸。除此之外，电容补偿的能力受到系统电压的限制，一般在需要补偿的时候电压总是比较低的，而此时电容器提供的补偿容量却也随着电压的降低而显著减少，无法有力地提供电压支持，无法消除系统的谐波，还可能放大谐波；无法补偿零序电流，也就无法平衡变压器的三相电流，电容投切需要实现时序控制确保投切无冲击。并且目前供电的三相不平衡情况是存在的，使得某些中线承受了超过其设计容量的电流，中线烧毁的现象日益严重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种配电网动态无功补偿装置，能够补偿冲击性负载对电网造成的无功冲击及谐波影响。

本实用新型采用下述技术方案：一种配电网动态无功补偿装置，包括数据采集控制单元、电压采集单元、电流采集单元、功率模块控制单元，功率模块控制单元的输出端通过滤波电路与电网电压连接，功率模块控制单元的信号控制端分别与数据采集控制单元的驱动信号输出端连接；所述的电网电压的输出端设置有电压采集单元和电流采集单元，所述的功率模块控制单元的输入端设置有电流采集单元，所述的电流采集单元和电压采集单元的信号输出端与数据采集控制单元的信号输入端连接。

所述的功率模块控制单元采用六个电力电子器件IGBT构成三相整流桥，其中每个IGBT的两端并联有续流二极管。

所述的功率模块控制单元的直流输入端之间连接有串联的两个电容，两个电容的两端均并联有电阻。

所述的功率模块控制单元的直流输入端连接有直流母线充电电路。

所述的直流母线充电电路包括变压器、第一至第四二极管，第一二极管和第二二极管串联组成的支路与第三二极管和第四二极管串联组成的支路并联，变压器的输入端与电网电压连接，变压器的第一输出端连接第一二极管的正极，变压器的第二输出端连接第四二极管的负极，第一二极管的负极和第三二极管的负极连接直流输入端的第一端，第三二极管的负极和第四二极管的正极连接直流输入端的第二端。

所述的数据采集控制单元的通信端与后台监测装置连接。

本实用新型配电网动态无功补偿装置能够实时监测、自动跟踪、补偿冲击性负载对电网造成的无功冲击及谐波影响，防止无功倒送，抗干扰能力强，补偿能力不会随着电网电压下降而降低；通过补偿主要的电流谐波，使得电源洁净，提高用户的电能质量；还可以补偿配电网的三相不平衡，抑制电压闪变。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型中直流母线充电电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型配电网动态无功补偿装置，包括数据采集控制单元5、电压采集单元、电流采集单元、功率模块控制单元4，电网电压通过滤波电路（电容C1、C2、C3和电抗器L1、L2、L3构成）与功率模块控制单元4的输入端连接，其中所述的功率模块控制单元4采用六个电力电子器件IGBT构成三相整流桥，其中每个IGBT的两端并联有续流二极管；每个IGBT的栅极分别与数据采集控制单元5的驱动信号输出端连接，数据采集控制单元5采用DSP处理器，所述的数据采集控制单元5的通信端与后台监测装置连接。其中电网电压的输出端设置有交流电压采集单元1和交流电流采集单元2，功率模块控制单元4的输出端设置有直流电流采集单元3，所述的交流电压采集单元1、交流电流采集单元2和直流电流采集单元3的信号输出端与数据采集控制单元5的信号输入端连接。所述的功率模块控制单元8的直流输入端P、N之间连接有串联的两个电容C4、C5，电容C4、C5的两端分别并联有电阻R2和电阻R1；功率模块控制单元8的直流输入端P、N还连接有直流母线充电电路，直流母线充电电路包括变压器T、第一至第四二极管D1、D2、D3、D4，第一二极管D1和第二二极管D2串联组成的支路与第三二极管D3和第四二极管D4串联组成的支路并联，变压器T的输入端与电网电压连接，变压器T的第一输出端连接第一二极管D1的正极，变压器T的第二输出端连接第四二极管D4的负极，第一二极管D1的负极和第三二极管D3的负极连接直流输入端的第一端（P端），第三二极管D3的负极和第四二极管D4的正极连接直流输入端的第二端（N端）。

如图1所示，本实用新型是通过注入无功电流来实现补偿的，即通过数据采集控制单元5实时向各电压采集单元和电流采集单元进行采样，根据采样到的信号进行分析出需要补偿的谐波和无功电流分量，然后计算出控制IGBT的空间电压矢量PWM控制信号，输出IGBT的栅极开关驱动信号，向系统注入与需要补偿的谐波和无功电流相等的电流来实现补偿，本装置可以连续吸收或者释放无功功率，防止无功倒送；本装置还可吸收变压器三相送过来的电能，并进行重新交换和分配给每相用户使用，使得变压器送出的是平衡功率。