專利名稱：一種基于igbt的三相靜止無功補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電カ系統(tǒng)的無功補(bǔ)償 方法。屬電カ系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無功功率補(bǔ)償對電カ系統(tǒng)有著重要意義,對電カ系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償,可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高功率因數(shù)，提高設(shè)備利用率，減小電網(wǎng)有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。隨著工業(yè)的發(fā)展，電カ系統(tǒng)容量和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電能質(zhì)量的要求越來越高；如《應(yīng)用能源技木》2006年第4期(總第100期)公開的“無功補(bǔ)償裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢”中所述的SVC (靜止無功補(bǔ)償器)和SVG (靜止無功發(fā)生器)取代了上個世紀(jì)普遍使用的同步調(diào)相機(jī)和開關(guān)投切電容器，成為了主要電カ系統(tǒng)穩(wěn)壓控制、無功功率補(bǔ)償設(shè)備。但是，SVC響應(yīng)速度較慢、不能實現(xiàn)快速、平滑的無級補(bǔ)償，易產(chǎn)生諧波、占地面積大等缺點；而SVG雖然能解決SVC的相關(guān)缺點，但是生產(chǎn)成本高、控制難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有無功補(bǔ)償器的上述缺點，提供ー種結(jié)構(gòu)簡單、控制簡單、生產(chǎn)成本低的基于IGBT的三相靜止無功補(bǔ)償器。實現(xiàn)本發(fā)明目的的三相靜止無功補(bǔ)償器由三個相同的基于IGBT的単相靜止無功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個相同的単相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子，三個相同的単相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無功補(bǔ)償器的公共點，所述的單相靜止無功補(bǔ)償器由ー個IGBT工作模塊組、ー個IGBT保護(hù)模塊組、一個電抗器、ー個電容器及一個電流電壓采集裝置構(gòu)成，所述的每個IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的ー個集電極穿過電流電壓采集裝置后為單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子，其另ー個集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個集電極連接在一起，所述電抗器的另一端與電容器的一端連接在一起，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另ー個集電極連接后為單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子。本發(fā)明的基于IGBT的三相靜止無功補(bǔ)償器工作原理如下三相靜止無功補(bǔ)償器并聯(lián)連接在三相電網(wǎng)中。I、通過電流電壓采集裝置采集三相電網(wǎng)中每ー相的電壓、電流信號，送給IGBT模塊組的控制回路。2、通過控制回路發(fā)出指令，分別調(diào)節(jié)三個IGBT工作模塊組的脈沖寬度，自動調(diào)整三相電網(wǎng)中每ー相各自所需補(bǔ)償無功。3、IGBT保護(hù)模塊組與電抗器、電容器構(gòu)成續(xù)流回路。本發(fā)明的主要優(yōu)點是I、利用IGBT作開關(guān)器件，可分別調(diào)節(jié)輸送到電網(wǎng)側(cè)的三相無功電流的大小，對三相或單相電網(wǎng)進(jìn)行快速動態(tài)平滑無級的無功補(bǔ)償，穩(wěn)定電壓，輸出波形為正弦波。2、續(xù)流回路中的電抗器，電感量小，生產(chǎn)成本低。3、電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方法比SVG相對來說簡單許多，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，解決了 SVG無功發(fā)生器成本高、控制難度大的問題。4、本發(fā)明有三相同時升壓、三相分相升壓、單相調(diào)壓等三種電壓提升方式，可以自動調(diào)整電壓三相不平衡，相序自適應(yīng)，解決了現(xiàn)有的各種無功補(bǔ)償裝置在電力系統(tǒng)三相負(fù)荷不對稱時，經(jīng)常出現(xiàn)過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償?shù)葐栴}。5、應(yīng)用范圍寬，可應(yīng)用于各種電壓等級的電網(wǎng)中。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明。



圖I本基于IGBT的三相靜止無功補(bǔ)償器電路圖
具體實施例方式參見圖1，本三相靜止無功補(bǔ)償器由三個相同的基于IGBT的單相靜止無功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個相同的單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子A、B、C，三個相同的單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子N連接在一起作為三相靜止無功補(bǔ)償器的公共點，所述的A相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器，由一個IGBT工作模塊組Tl、一個IGBT保護(hù)模塊組T2、一個電抗器LI、一個電容器Cl及一個電流電壓采集裝置Hl構(gòu)成，所述的Tl和T2均由其發(fā)射極相連接的兩個相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；T1的一個集電極穿過電流電壓采集裝置構(gòu)成單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子A，其另一個集電極與電抗器LI的一端及T2的一個集電極連接在一起；所述電抗器LI的另一端與電容器Cl的一端連接在一起，電容器Cl的另一端與T2的另一個集電極連接后為A相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子N。所述的B相與C相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器與A相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器的器件連接方式是一樣的，外接端子分別是B和C，構(gòu)成B相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器的主器件是一個IGBT工作模塊組T3、一個IGBT保護(hù)模塊組T4、一個電抗器L2、一個電容器C2及一個電流電壓采集裝置H2 ;構(gòu)成C相回路的單相靜止無功補(bǔ)償器的主器件是一個IGBT工作模塊組T5、一個IGBT保護(hù)模塊組T6、一個電抗器L3、一個電容器C3及一個電流電壓采集裝置H3。本實施例是三相靜止無功補(bǔ)償器并聯(lián)連接在礦山配電系統(tǒng)礦井提升機(jī)用戶側(cè)的就近無功補(bǔ)償應(yīng)用。本發(fā)明的補(bǔ)償步驟如下當(dāng)?shù)V井提升機(jī)啟動時，電網(wǎng)有一個快速的電壓降壓擾動，礦山配電系統(tǒng)的電壓瞬間下降。I、通過電流電壓采集裝置Hl、H2、H3采集三相電網(wǎng)中每一相的電壓、電流信號，送給IGBT模塊組的控制回路。2、通過控制回路發(fā)出指令，分別調(diào)節(jié)三個IGBT工作模塊組T1、T3、T5的脈沖寬度，自動調(diào)整三相電網(wǎng)中每一相各自所需補(bǔ)償?shù)臒o功功率，使電網(wǎng)電壓在IOms內(nèi)得到快速恢復(fù)。3、三個IGBT保護(hù)模塊組T2、T4、T6與電抗器LI、L2、L3、電容器Cl、C2、C3構(gòu)成續(xù)流回路。本實施例的三相靜止無功補(bǔ)償器，利用IGBT作開關(guān)器件，通過分別調(diào)節(jié)三個IGBT 工作模塊組T1、T3、T5的脈沖寬度，調(diào)節(jié)輸送到電網(wǎng)側(cè)的三相無功電流的大小，對電網(wǎng)進(jìn)行快速動態(tài)平滑無級的無功補(bǔ)償，穩(wěn)定電壓，電壓波形為正弦波，可對電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行有效抑制，補(bǔ)償精度高，補(bǔ)償響應(yīng)時間小于10ms。解決了礦山配電系統(tǒng)礦井提升機(jī)頻繁啟停對電網(wǎng)的沖擊，及現(xiàn)有各種無功補(bǔ)償方案在對礦山企業(yè)的三相不平衡系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償時出現(xiàn)的欠補(bǔ)或過補(bǔ)等問題。
權(quán)利要求
1. 一種基于IGBT的三相靜止無功補(bǔ)償器，其特征是所述的三相靜止無功補(bǔ)償器由三個相同的基于IGBT的單相靜止無功補(bǔ)償器構(gòu)成，所述三個相同的單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子分別為三相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子，三個相同的單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無功補(bǔ)償器的公共點，所述的單相靜止無功補(bǔ)償器由一個IGBT工作模塊組、一個IGBT保護(hù)模塊組、一個電抗器、一個電容器及一個電流電壓采集裝置構(gòu)成，所述的每個IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的一個集電極穿過電流電壓采集裝置后為單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子，其另一個集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個集電極連接在一起，所述電抗器的另一端與電容器的一端連接在一起，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另一個集電極連接后為單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子。
全文摘要
一種基于IGBT的三相靜止無功補(bǔ)償器，屬電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。由三個相同的單相靜止無功補(bǔ)償器構(gòu)成，三個單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子連接，單相靜止無功補(bǔ)償器由一個IGBT工作模塊組、一個IGBT保護(hù)模塊組、一個電抗器、一個電容器及一個電流電壓采集裝置構(gòu)成，每個IGBT模塊組均由其發(fā)射極相連接的兩個相同的IGBT模塊反向串聯(lián)構(gòu)成；工作模塊組的一個集電極穿過電流電壓采集裝置后為單相靜止無功補(bǔ)償器的外接端子，其另一個集電極與電抗器的一端及保護(hù)模塊組中的一個集電極連接，電抗器的另一端與電容器的一端連接，電容器的另一端與保護(hù)模塊組中的另一個集電極連接后為單相靜止無功補(bǔ)償器的零線端子。可應(yīng)用于各種電壓等級的電網(wǎng)中。
文檔編號H02J3/18GK102868169SQ201210346370
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者吳加林 申請人:吳加林