[发明专利]静止型变压器式无功发生器

说明书

静止型变压器式无功发生器，包括电网参数数据中心、无功功率计算中心、无功功率控制中心、变压器式可控电抗器、电容器组成套装置、智能化数字化管理平台、信息系统通道通讯网络和大数据云计算存储中心构成，利用电网参数数据中心采集电网参数，编辑成程序；利用无功功率计算中心分析电压和功率因数变化情况，提出无功输出方案；利用无功功率控制中心编辑无功控制方案和指令，调节变压器式可控电抗器和电容器组成套装置的感性无功输出；采用智能化数字化管理平台诊断电网对无功的需求，实现电网智能控制对无功的要求；利用信息系统通道通讯网络实现电网综合自动化控制和信息传递；利用大数据云计算存储中心实现信息存储和资源共享。

技术领域

本发明涉及无功功率发生器和电力电子无功功率成套装置，具体是涉及一种静止型变压器式无功发生器，属于输变电电网及用电电网中，应用于稳定和提高电网功率因数，稳定电压抑制电压瞬变，实现电网或设备节能，属于电力设备领域。

背景技术

随着电网电压等级越来越高，电网覆盖区域越来越大，对电网的智能控制和安全可靠性的要求不断提高，特别是对稳定电网电压减少电压波动，控制和抑制电网电压瞬变，提高电网的安全可靠性，稳定功率因数，提高电网电能利用率的要求不断提高。无功发生器是一种可以连续的输出感性无功功率或容性无功功率的装置，用于调节电网无功功率，稳定和提高功率因数，实现高压动态无功补偿；抑制过电压，抑制电压瞬变，提高电网电压稳定性的无功功率调节装置。主要用于解决冲击性负载造成的电压和功率因数不稳定，限制长距离高压架空线路或电缆线路产生的过电压，在最大程度上保持电网电压和功率因数的稳定，减少电网网损，提高电网输送能力，提高电网的安全可靠性。无功功率发生器主要有以下几种一、变压器调压电容器；二、晶闸管控制电容器；三、晶闸管控制电抗器；四、磁控电抗器；五、晶闸管控制高阻抗变压器；六、静止型无功发生器。

变压器调压电容器的优点是：结构简单，变压器和电容器等器件稳定可靠。缺点是：调节过程有阶梯级次，容易出现阶梯性的电容器过补偿或欠补偿，达不到全容量的连续、平滑、无级的调节；分接开关每一次换档，相当于一次电容器组的快速投切，容易产生过电压和过电流；变压器油容易老化、裂解严重，维护工作量大，分接开关寿命短。

晶闸管控制电容器的优点是：可以实现连续、无级、平滑的调节，响应速度快。缺点是稳定性和可靠性差，过载能力低，运行维护费用大；不能应用于高压电网，仅应用于1kV及以下配电系统。

晶闸管控制电抗器的优点是：可以实现连续、无级、平滑的调节，响应速度快。缺点是：晶闸管处于高压电网，多只晶闸管的串联在同步控制和内阻均压等方面存在问题；安装调试复杂可靠性差，过载能力低，不能适应污秽环境，需要有人值守，运行维护成本高。

晶闸管控制高阻抗变压器的优点是：可以实现连续、无级、平滑的调节，响应速度快，适应各种污秽环境，安装方便。缺点是：利用变压器的漏磁通形成的高阻抗变压器，电磁感应效率很低，达不到100％短路阻抗；为了实现高阻抗，需要在变压器绕组之间增加漏磁通道，内部漏磁发热严重，容易造成绝缘老化，可靠性不高；结构复杂，散热差；过载能力低，噪音高，损耗大。

磁控电抗器的优点是：可以实现连续、无级、平滑的调节，可靠性高，过载能力强，适应各种污秽等级的环境，安装方便、免维护、无人值守、运行维护成本低。缺点是：由于采用直流辅助励磁，造成响应速度慢、噪音高、损耗大；不能解决电网电压闪变问题，不能满足城市电网对设备噪音的环保要求。

静止型无功发生器的优点是：响应速度快，能够实现感性无功功率和容性无功功率的转换。缺点是：检测和控制系统非常复杂，可靠性低；需要安装在清洁无尘的密闭空间，环境要求高；电力电子器件的寿命只有7年左右，器件损坏频繁，维修工作量大，维修时间长，全控型器件自身损耗大；抗电网电压波动、抗负荷电流冲击，抗三相负荷不平衡等能力比较差。

发明内容