專利名稱：可移動高壓大容量鏈式statcom系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鏈式靜止同步補償器(STATCOM)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，尤其是涉及一種可移動集裝箱式的35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，電能需求量日益增加，發(fā)電設(shè)備的容量及其出力不斷增大，同時供電范圍也相應(yīng)擴大，并逐漸向大型聯(lián)合電力系統(tǒng)發(fā)展。為滿足日益增長的電能需求，電力系統(tǒng)發(fā)生了許多新變化，例如，電網(wǎng)電壓等級的升高，電力系統(tǒng)的互聯(lián)，大容量發(fā)電機組的普遍應(yīng)用，遠離負荷中心的水電廠、坑口電廠、核電廠的涌現(xiàn)，負 荷容量的集中，直流輸電和新型電力電子控制裝置的應(yīng)用。這些新變化對于合理利用能源，提高經(jīng)濟效益和保護環(huán)境都有重要意義。但受環(huán)境和建設(shè)成本的限制，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)卻相對薄弱，發(fā)電設(shè)備儲備量較少，系統(tǒng)經(jīng)常運行在重負荷條件下，這給電力系統(tǒng)的安全運行帶來不少問題，其中之一便是電壓不穩(wěn)定或電壓崩潰引起的局部丟失負荷或大面積停電。電壓穩(wěn)定是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中的一項重要課題。電力工業(yè)的市場化變革和近幾年世界范圍內(nèi)多次發(fā)生的大停電事故，使得電壓穩(wěn)定問題受到電力工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注。研究加強受端電壓支持和事故應(yīng)急措施，避免惡性電壓崩潰事故的發(fā)生，具有特別重要的意義。各國都對此投入研究，試圖尋找電壓失穩(wěn)的機理和控制手段。柔性交流輸配電FACTS (Flexible AC Transmission System)技術(shù)的出現(xiàn)帶來了新的控制技術(shù)和手段。其中，靜止同步補償器STATCOM受到了高度重視，隨著電力電子技術(shù)和大功率器件制造技術(shù)的發(fā)展，STATCOM設(shè)備日趨成熟，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮著日益重要的作用。目前已經(jīng)研制成功以及正在運行的輸電系統(tǒng)用的STATCOM裝置所使用的功率器件大多為IGBT，多用于電壓及容量較小的配電系統(tǒng)。而高壓(35kV)大容量(±200Mvar)需采用IEGT高壓大功率器件。在現(xiàn)有技術(shù)中，STATCOM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是小型框架結(jié)構(gòu)，或是控制柜體，放置在機房內(nèi)部，這樣造價高，需要二次散熱。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的功率單元都是框架現(xiàn)場組裝結(jié)構(gòu)，沒有實現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu)，不方便不同電壓和不同容量的STATCOM批量生產(chǎn)，這樣造成安裝、調(diào)試、維修都不放便。還有，在現(xiàn)有技術(shù)中，鏈式STATCOM不便于功率擴展和安全運行。在現(xiàn)有技術(shù)中，尚缺采用IEGT高壓大功率器件、35kV高壓，±200Mvar大容量的鏈式 STATCOMο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其造價低、散熱好，方便不同電壓和不同容量的STATCOM批量生產(chǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維修、拆卸及運輸都相當放便，野外放置安裝簡單，還便于功率擴展和安全運行，可滿足大容量裝機需要。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其特征是包括兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)見圖1，每個鏈式STATCOM系統(tǒng)，見圖2，包括三相鏈式H橋功率單元組，每相鏈式H橋功率單元組包括串聯(lián)的若干個H橋功率單元，再加上兩端各一個電抗器，每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱中，每相 鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在所述的閥組集裝箱外，兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關(guān)與35kV電網(wǎng)直掛；鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱共7個，6個集裝箱為閥組集裝箱，I個為控制系統(tǒng)集裝箱(13)，見圖3。所述的每個閥組集裝箱，見圖4和圖7 (圖4的側(cè)視)，閥組集裝箱(I)的頂部設(shè)有3組水風(fēng)換熱器(2 )，側(cè)壁上設(shè)有鉸接門和一逃生門(5 )，一端面壁上設(shè)有穿墻套管(6 )方便穿線；所述的閥組集裝箱(I)上安裝的設(shè)備包括空調(diào)(4)，設(shè)在閥組集裝箱頂?shù)囊欢?；水冷主機(7)，設(shè)在閥組集裝箱內(nèi)的另一端，與空調(diào)(4)以閥組集裝箱外部水管
(3)連通；閥組單元(8)，位于閥組集裝箱內(nèi)，以絕緣柱(28)頂起并從閥組集裝箱內(nèi)的另一端起沿閥組集裝箱長度方向5列排放；水冷控制柜(10)，設(shè)在閥組集裝箱內(nèi)水冷主機和閥組單元之間，且三者以閥組集裝箱內(nèi)部水管(9)連通；脈沖柜(11)和電源隔離柜(12)，依次位于水冷控制柜(10)與水冷主機之間；所述的水風(fēng)換熱器(2)參見圖5和圖6，每個水風(fēng)換熱器包括三組電機(2-2)和風(fēng)扇(2-1)給散熱水管箱(2-3 )散熱。所述的控制集裝箱(13)內(nèi)裝有的設(shè)備包括依次從控制集裝箱內(nèi)的一端起沿控制集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II ( 14)、裝置控制柜I (15)、系統(tǒng)控制柜(16)、系統(tǒng)監(jiān)控柜(17)、遠程監(jiān)控柜(18)、故障錄波柜
(19)、直流屏111(20)、直流屏II (21)、直流屏I (22)、低壓配電111(23)、低壓配電II (24)、壓配電I (25)、PS電源柜I (26)和PS電源柜II (27)。本STATCOM的H橋邏輯電路為現(xiàn)有技術(shù)，其H橋電路和H橋結(jié)構(gòu)已另外申請了專利。H橋電路專利已授權(quán)，專利號為ZL201020128033. I ;H橋結(jié)構(gòu)包括兩個IEGT相模塊、兩個電容模塊、電壓撬杠模塊和旁路模塊，參見圖9和圖10，其中主要包括兩個IEGT相模塊(已授權(quán)發(fā)明專利，專利號為ZL2010101216772)，見圖11。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是l)35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組，為戶外集裝箱結(jié)構(gòu)，不必專設(shè)廠房，使用戶大大降低造價，便于運輸、現(xiàn)場安裝和調(diào)試及維護；2) 35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)，采用了集裝箱、H橋和IEGT相模塊等模塊化結(jié)構(gòu)，便于組裝、調(diào)試和維護，更適合系列和批量生產(chǎn)，這是一項重大的原理結(jié)構(gòu)創(chuàng)新；3) 35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組，為高壓大容量電子電力裝備，采用水風(fēng)換熱聯(lián)合冷卻系統(tǒng)，解決了高壓大容量功率閥組的散熱技術(shù)難題，具有實用價值；4)本35kV±200Mvar鏈式STATCOM系統(tǒng)，屬于高壓大容量電力電子裝備，其系統(tǒng)采用集裝箱結(jié)構(gòu)，解決了耐壓、防潮和安全等關(guān)鍵問題；結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，確保電氣單元連接的準確性、合理性；裝載方式有所改變，保證電氣原件更新及優(yōu)化后的合理安裝，安裝牢固，承載能力強，方便長途運輸。5)結(jié)構(gòu)合理緊湊，集成度高，可滿足大容量裝機要求。


圖I為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的原理框圖； 圖2為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組集裝箱配置框圖；圖3為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥
組集裝箱室外配置圖；圖4為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組集裝箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組集裝箱外部結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)的閥組集裝箱水換熱器結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)閥組集裝箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖8為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM中的H橋邏輯電路圖；圖9為本發(fā)明的本STATCOM H橋結(jié)構(gòu)的前視圖BO ；圖10本STATCOM H橋結(jié)構(gòu)的后視圖BI ； 圖11本STATCOM H橋中的IEGT相模AlO的結(jié)構(gòu)圖；圖12為本發(fā)明的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)控制集裝箱的內(nèi)部配置圖。圖中1-閥組集裝箱，2-水風(fēng)換熱器，2-1-風(fēng)扇，2-2-電機，2_3_散熱水管箱，3-集裝箱外部水管，4-空調(diào)，5-逃生門，6-穿墻套管，7-水冷主機，8-閥組單元，9-集裝箱內(nèi)部水管，10-水冷控制柜，11-脈沖柜，12-電源隔離柜，13-控制集裝箱，14-裝置控制柜
II，15-裝置控制柜I，16-系統(tǒng)控制柜，17-系統(tǒng)監(jiān)控柜，18 -遠程監(jiān)控柜，19 -故障錄波柜，20-直流屏III，21-直流屏II，22-直流屏I，23-低壓配電III，24-低壓配電II，25-低壓配電I，26-UPS電源柜I，27-UPS電源柜II，28-絕緣柱。
具體實施例方式如圖I至圖7，以及圖12所示，本發(fā)明的可移動的351^±2001^&1'鏈式5了4了0)皿雙機并聯(lián)系統(tǒng)，包括兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)，每個鏈式STATCOM系統(tǒng)包括三相鏈式H橋功率單元組，參見圖I和圖2,每相鏈式H橋功率單元組包括串聯(lián)的26個H橋功率單元再加上兩端各一個電抗器，每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱中，六個相同的變流器集裝箱I # 6 #依次在戶外現(xiàn)場排列，每相鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在集裝箱外(參見圖3)，兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關(guān)與35kV電網(wǎng)直聯(lián)參見圖I和圖2。參見圖5，閥組集裝箱I的一側(cè)面設(shè)有3扇鉸接門和一逃生門5，一端面壁上設(shè)有穿墻套管6方便穿線。閥組集裝箱I上安裝的設(shè)備包括參見圖4、圖5，水風(fēng)換熱器2，設(shè)在集裝箱頂?shù)囊欢?；空調(diào)4，設(shè)在集裝箱頂?shù)牧硪?端；水冷主機7，設(shè)在集裝箱內(nèi)的一端，與空調(diào)4以集裝箱外部水管3連通，參見圖6，水風(fēng)換熱器2為三組電機2-2和風(fēng)扇2-1給散熱水管箱2-3散熱。參見圖4和圖7，閥組單元8，位于集裝箱內(nèi)，以絕緣柱28頂起并從集裝箱內(nèi)的另一端起沿集裝箱長度方向排列；水冷控制柜10，設(shè)在集裝箱內(nèi)水冷主機和閥組單元之間，且三者以集裝箱內(nèi)部水管9連通；脈沖柜11和電源隔離柜12，依次位于水冷控制柜10與水冷主機之間。參見圖12，控制集裝箱，內(nèi)裝控制設(shè)備與鏈式STATCOM系統(tǒng)的所有設(shè)備有控制線連接，在戶外現(xiàn)場單獨放置，見圖3，控制集裝箱內(nèi)裝有的設(shè)備包括依次從集裝箱內(nèi)的一端起沿集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II 14、裝置控制柜
I15、系統(tǒng)控制柜16、系統(tǒng)監(jiān)控柜17、遠程監(jiān)控柜18、故障錄波柜19、直流屏III 20、直流屏
II21、直流屏I 22、低壓配電III 23、低壓配電II 24、壓配電I 25、PS電源柜I 26和PS電源柜 II 27。圖8至圖11為本發(fā)明的可移動的35kV±200Mvar鏈式STATCOM雙機并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)包括的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備圖。
權(quán)利要求
1.一種可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其特征是包括兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)，每個鏈式STATCOM系統(tǒng)包括三相鏈式H橋功率單元組，每相鏈式H橋功率單元組包括串聯(lián)的若干個H橋功率單元、再加上兩端各一個電抗器；每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱(I)中，每相鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在所述的閥組集裝箱外，兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關(guān)與35kV電網(wǎng)直掛；還設(shè)有一個控制集裝箱(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述的閥組集裝箱(I)上安裝的設(shè)備包括 .3組水風(fēng)換熱器(2)，設(shè)在閥組集裝箱(I)的頂部； 空調(diào)(4)，設(shè)在閥組集裝箱頂?shù)囊欢耍? 鉸接門和一逃生門(5)，設(shè)在閥組集裝箱(I)的一側(cè)壁上； 穿墻套管(6)，設(shè)在閥組集裝箱(I)的一端面壁上； 水冷主機(7)，設(shè)在閥組集裝箱內(nèi)的另一端，與空調(diào)(4)以閥組集裝箱外部水管(3)連通； 閥組單元(8),位于閥組集裝箱內(nèi)，以絕緣柱(28)頂起并從閥組集裝箱內(nèi)的另一端起沿閥組集裝箱長度方向5列排放； 水冷控制柜(10)，設(shè)在集裝箱內(nèi)水冷主機和閥組單元之間，且三者以集裝箱內(nèi)部水管(9)連通； 脈沖柜(11)和電源隔離柜(12)，依次位于水冷控制柜(10)與水冷主機之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述的水風(fēng)換熱器(2)包括三組電機(2-2)和風(fēng)扇(2-1)給散熱水管箱(2-3)散熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，其特征是所述的控制集裝箱(13)內(nèi)裝有的設(shè)備包括 依次從所述的控制集裝箱內(nèi)的一端起沿控制集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II(14)、裝置控制柜I (15)、系統(tǒng)控制柜(16)、系統(tǒng)監(jiān)控柜(17)、遠程監(jiān)控柜(18)、故障錄波柜(19)、直流屏111(20)、直流屏II (21)、直流屏I (22)、低壓配電111(23)、低壓配電II(24)、壓配電I (25)、PS電源柜I (26)和PS電源柜II (27)。
全文摘要
可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結(jié)構(gòu)，包括兩個并聯(lián)的鏈式STATCOM系統(tǒng)，每個系統(tǒng)，包括三相鏈式H橋功率單元組，每單元組包括串聯(lián)的若干個H橋功率單元，再加上兩端各一個電抗器，每單元組安置在一個閥組集裝箱中，每單元組的兩個電抗器上下放置，安置在集裝箱外，兩個并聯(lián)系統(tǒng)可分別通過QF1和QF2兩個高壓開關(guān)與35kV電網(wǎng)直掛；鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱共7個，6個為閥組集裝箱，1個為控制集裝箱。本發(fā)明造價低、散熱好，方便不同電壓和不同容量的STATCOM批量生產(chǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維修、拆卸及運輸都相當放便，野外放置安裝簡單，還便于功率擴展和安全運行，可滿足大容量裝機需要。
文檔編號H02J3/18GK102842858SQ20121027434
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者魏遠航, 鐘連宏, 陳劍光, 歐陽旭東, 雷烈波, 李春華, 謝化安, 羅瑞彬, 黃偉雄, 何偉斌, 高明振, 曾偉忠, 張漢光, 王春巖, 白羽 申請人:廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 榮信電力電子股份有限公司