[实用新型]混合型并联无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统中电能质量的治理装置，尤其是能同时补偿无功和治理谐波的混合型并联无功补偿装置。

背景技术

目前，公知的无功或谐波补偿装置主要包括：固定电容器、同步调相机（SC）、饱和电抗器（SR）、静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（SVG）、无源滤波器（PPF）、有源滤波器（APF）。它们能在不同程度上补偿电力系统中的无功或谐波，但是，在大容量、冲击性负载系统中还不能达到无功谐波综合治理的目的。

固定电容器只能补偿感性无功，不能连续调节，具有负电压效应，可能与存在谐波的系统发生并联谐振；同步调相机（SC）存在调节速度慢，损耗和噪声较大，运行维护困难的缺点；饱和电抗器（SR）缺点是损耗和噪声大，并存在非线性电路问题，而且不能分相调节补偿负荷的不平衡，自身容易产生较大谐波电流；静止无功补偿器（SVC）铜耗和铁耗较大，易产生高次谐波，可能发生谐振，且设备体积大；无源滤波器（PPF）只能对特定次谐波进行滤除，在负载快速变化的系统中达不到理想的补偿效果；静止无功发生器（SVG）和有源电力滤波器（APF）是现阶段比较先进的补偿装置，但控制较复杂，尤其单独使用时成本过高，不够经济，因而难以大面积使用。

实用新型内容

为了有效解决电力系统中无功补偿和谐波治理的问题，避免单一补偿方式存在的不足，本实用新型提供一种将静止无功发生器（SVG）与无源滤波器（PPF）相结合的混合型并联无功补偿装置，本装置在抑制电力系统中谐波电流和谐波电压的同时，能够动态快速平滑调节无功。

本实用新型设计的混合型并联无功补偿装置，在电力系统负载侧母线上并联有静止无功发生器（SVG），负载侧母线上同时还并联有无源滤波器（PPF）。

本方案中的电力系统为三相三线制电力系统。

本方案中的静止无功发生器为电压型桥式电路的静止无功发生器。

本方案中无源滤波器（PPF）包括并联的5次、7次、11次和13次滤波支路。

本实用新型方案将静止无功发生器（SVG）与无源滤波器（PPF）结合，PPF在滤除系统谐波电流的同时，分担一定量的无功补偿，SVG在补偿其余无功量的同时稳定系统的电压，从而达到无功谐波综合补偿的目的。

与现有技术相比，本实用新型设计的混合型并联无功补偿装置的优点为：1、在抑制系统谐波电流和谐波电压的同时，动态快速平滑调节系统的无功需求，实现无功谐波综合补偿；2、本装置不会像单独使用的静止无功发生器（SVG）产生高次谐波，不会向系统注入新的谐波成份；3、补偿容量相同的情况下，同静止无功补偿器（SVC）相比，本装置体积大大减小；4、补偿容量相同的情况下，同单独使用的静止无功发生器（SVG）或有源滤波器（APF）相比，本装置成本大大降低。

附图说明

图1是本混合型并联无功补偿装置实施例的结构示意图；

图2是本混合型并联无功补偿装置实施例的一次电路仿真模型图；

图3是同一电力系统未安装补偿装置的负载电流波形图及谐波柱状图；

图4是同一电力系统未安装补偿装置的负载电压波形图及谐波柱状图；

图5是同一电力系统单安装PPF的负载电流波形图及谐波柱状图；

图6是同一电力系统单安装SVG的负载电压波形图及谐波柱状图；

图7是同一电力系统安装本实施例的负载电流波形图及谐波柱状图。

具体实施方式

以下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本混合型并联无功补偿装置实施例如图1所示，三相三线制电力系统负载侧母线上并联有静止无功发生器（SVG）和无源滤波器（PPF），本例静止无功发生器为电压型桥式电路的静止无功发生器，无源滤波器（PPF）包括并联的5次滤波支路PPF1、7次滤波支路PPF2、11次滤波支路PPF3、13次滤波支路PPF4。各滤波支路中的电容和电抗为具有滤波功能的电容器和电抗器。

本混合型并联无功补偿装置的实施例，以某钢铁厂10KV生产线中二辊轧机作为典型负载，该系统需总无功补偿容量为5340Kvar，SVG承担的补偿量为±3000Kvar，其余2340Kvar的补偿量由PPF分担。经计算，各滤波支路中电容（C）和电感（L）的取值为：C5=60.32uF,L5=7.058H；C7=7.924uF,L7=27.413H；C11=2.305uF,L11=38.154H；C13=1.298uF,L13=48.523H。采用带阻感的三相不可控整流桥为谐波源，对该装置进行了仿真。