專利名稱：一種基于igbt的三相靜止無功補償器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)的無功補償方法。屬電力系統(tǒng)應用技術領域。
背景技術：
無功功率補償對電力系統(tǒng)有著重要意義,對電力系統(tǒng)進行適當?shù)臒o功補償,可以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高功率因數(shù)，提高設備利用率，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)運行安全性。隨著工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)容量和規(guī)模的不斷擴大，對電能質量的要求越來越高；如《應用能源技術》2006年第4期(總第100期)公開的“無功補償裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢”中所述的SVC (靜止無功補償器)和SVG (靜止無功發(fā)生器)取代了上個世紀普遍使用的同步調(diào)相機和開關投切電容器，成為了主要電力系統(tǒng)穩(wěn)壓控制、無功功率補償設備。但是，SVC響應速度較慢、不能實現(xiàn)快速、平滑的無級補償，易產(chǎn)生諧波、占地面積大等缺點；而SVG雖然能解決SVC的相關缺點，但是生產(chǎn)成本高、控制難度大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有無功補償器的上述缺點，提供一種結構簡單、控制簡單、生產(chǎn)成本低的基于IGBT的三相靜止無功補償器。實現(xiàn)本實用新型目的的三相靜止無功補償器由三個相同的基于IGBT的單相靜止無功補償器構成，所述三個相同的單相靜止無功補償器的外接端子分別為三相靜止無功補償器的外接端子，三個相同的單相靜止無功補償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無功補償器的公共點，所述的單相靜止無功補償器由一個IGBT工作模塊組、一個IGBT保護模塊組、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償器的外接端子，其另一個集電極與電抗器的一端及保護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模塊組中的另一個集電極連接后為單相靜止無功補償器的零線端子。本實用新型的基于IGBT的三相靜止無功補償器工作原理如下三相靜止無功補償器并聯(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工作模塊組的脈沖寬度，自動調(diào)整三相電網(wǎng)中每一相各自所需補償無功。3、IGBT保護模塊組與電抗器、電容器構成續(xù)流回路。本實用新型的主要優(yōu)點是I、利用IGBT作開關器件，可分別調(diào)節(jié)輸送到電網(wǎng)側的三相無功電流的大小，對三相或單相電網(wǎng)進行快速動態(tài)平滑無級的無功補償，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、電路結構簡單、控制方法比SVG相對來說簡單許多，運行穩(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、本實用新型有三相同時升壓、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，解決了現(xiàn)有的各種無功補償裝置在電力系統(tǒng)三相負荷不對稱時，經(jīng)常出現(xiàn)過補償和欠補償?shù)葐栴}。5、應用范圍寬，可應用于各種電壓等級的電網(wǎng)中。下面結合實施例對本實用新型方法做進一步詳細說明。

圖I本基于IGBT的三相靜止無功補償器電路圖具體實施方式
參見圖1，本三相靜止無功補償器由三個相同的基于IGBT的單相靜止無功補償器構成，所述三個相同的單相靜止無功補償器的外接端子分別為三相靜止無功補償器的外接端子A、B、C，三個相同的單相靜止無功補償器的零線端子N連接在一起作為三相靜止無功補償器的公共點，所述的A相回路的單相靜止無功補償器，由一個IGBT工作模塊組Tl、一個IGBT保護模塊組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)構成；T1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償器與A相回路的單相靜止無功補償器的器件連接方式是一樣的，外接端子分別是B和C，構成B相回路的單相靜止無功補償器的主器件是一個IGBT工作模塊組T3、一個IGBT保護模塊組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 ;構成C相回路的單相靜止無功補償器的主器件是一個IGBT工作模塊組T5、一個IGBT保護模塊組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償器并聯(lián)連接在礦山配電系統(tǒng)礦井提升機用戶側的就近無功補償應用。本實用新型的補償步驟如下當?shù)V井提升機啟動時，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償?shù)臒o功功率，使電網(wǎng)電壓在IOms內(nèi)得到快速恢復。3、三個IGBT保護模塊組T2、T4、T6與電抗器LI、L2、L3、電容器Cl、C2、C3構成續(xù)流回路。本實施例的三相靜止無功補償器，利用IGBT作開關器件，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)側的三相無功電流的大小，對電網(wǎng)進行快速動態(tài)平滑無級的無功補償，穩(wěn)定電壓，電壓波形為正弦波，可對電網(wǎng)中的諧波進行有效抑制，補償精度高，補償響應時間小于10ms。解決了礦山配電系統(tǒng)礦井提升機頻繁啟停對電網(wǎng)的沖擊，及現(xiàn)有各種無功補償方案在對礦山企業(yè)的三相不平衡系統(tǒng)進行補償時出現(xiàn)的欠補或過補等問題。
權利要求1. 一種基于IGBT的三相靜止無功補償器，其特征是所述的三相靜止無功補償器由三個相同的基于IGBT的單相靜止無功補償器構成，所述三個相同的單相靜止無功補償器的外接端子分別為三相靜止無功補償器的外接端子，三個相同的單相靜止無功補償器的零線端子連接在一起作為三相靜止無功補償器的公共點，所述的單相靜止無功補償器由一個IGBT工作模塊組、一個IGBT保護模塊組、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償器的外接端子，其另一個集電極與電抗器的一端及保護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模塊組中的另一個集電極連接后為單相靜止無功補償器的零線端子。
專利摘要一種基于IGBT的三相靜止無功補償器，屬電力應用技術領域。由三個相同的單相靜止無功補償器構成，三個單相靜止無功補償器的零線端子連接，單相靜止無功補償器由一個IGBT工作模塊組、一個IGBT保護模塊組、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償器的外接端子，其另一個集電極與電抗器的一端及保護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模塊組中的另一個集電極連接后為單相靜止無功補償器的零線端子?？蓱糜诟鞣N電壓等級的電網(wǎng)中。
文檔編號H02J3/18GK202817773SQ201220476828
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權日2012年9月11日
發(fā)明者吳加林 申請人:吳加林