本實(shí)用新型涉及動態(tài)無功補(bǔ)償領(lǐng)域，特別是一種基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)使用的感性用電設(shè)備的數(shù)量快速增長，各種大功率沖擊性負(fù)載使低壓配電網(wǎng)上電壓和無功功率波動頻繁，功率因數(shù)降低，電壓質(zhì)量變差，嚴(yán)重影響電網(wǎng)中其它設(shè)備的工作。
針對上述問題，中國專利文獻(xiàn)(201020535748.9)公開了一種“基于逆阻型IGBT的PWM分相控制電容型SVC裝置”，其技術(shù)方案是：連續(xù)調(diào)容裝置與一定值電感并聯(lián)，通過控制器控制IGBT開關(guān)的驅(qū)動電路，改變脈沖占空比大小實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)主電路中連續(xù)調(diào)容裝置的等效電容，從而達(dá)到調(diào)節(jié)無功功率的目的。但是，該專利提供的補(bǔ)償裝置由于連續(xù)調(diào)容裝置和定值電感的調(diào)節(jié)范圍有限，總無功調(diào)節(jié)容量小，主要應(yīng)用在小功率負(fù)載上的靜止無功補(bǔ)償。
中國專利文獻(xiàn)(200920087271.X)公開了一種“基于可變電抗的靜止無功補(bǔ)償器”，其通過智能控制器控制可變電抗器中晶閘管的導(dǎo)通角，改變變壓器二次側(cè)電流大小，進(jìn)而通過電磁感應(yīng)來改變變壓器一次側(cè)電流，達(dá)到電感量可調(diào)的效果，使無功補(bǔ)償器電路吸收或者發(fā)出無功功率，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷動態(tài)無功補(bǔ)償。但該專利提供的補(bǔ)償裝置會出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象，故不適合反復(fù)多次調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)速度較慢。
因此，在配電網(wǎng)和負(fù)載需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率容量大、變化快等情況下，需要提供一種新的無功補(bǔ)償系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對配電網(wǎng)和負(fù)載需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率容量大、變化快，一般無功補(bǔ)償裝置無法快速平滑地進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)膯栴}，提供一種基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：由電能檢測模塊、控制器、連續(xù)可調(diào)電容器和分級投切電容器組成；所述連續(xù)可調(diào)電容器和分級投切電容器并聯(lián)后的一端接入電網(wǎng)中，另一端接地；控制器通過RS485總線分別與電能檢測模塊、連續(xù)可調(diào)電容器和分級投切電容器相連接。
所述的電能檢測模塊，采用電子式電能智能傳感器WB1867B35。
所述的分級投切電容器，由多組快速熔斷器、電容接觸器和電容器的串聯(lián)電路經(jīng)過并聯(lián)后組成。
所述的連續(xù)可調(diào)電容器，其由兩組電力電子容抗變換器和電容器的串聯(lián)電路經(jīng)過并聯(lián)后組成，其負(fù)極接地；電容器的正極與電力電子容抗變換器相連接。
所述的電力電子容抗變換器，其由兩個(gè)逆阻型IGBT器件經(jīng)過反向并聯(lián)后組成。
所述的控制器采用PLC控制系統(tǒng)。
所述的PLC控制系統(tǒng)，由與電源相連接的PLC控制器和以數(shù)據(jù)線分別與PLC控制器相連接的觸摸屏、I/O接口電路、脈沖輸出電路和驅(qū)動電路組成。
所述的觸摸屏可以采用MCGS觸摸屏。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
(1)電力電子容抗變換器采用反并聯(lián)逆阻型IGBT結(jié)構(gòu)，耐壓等級高，可平滑調(diào)節(jié)無功；
(2)連續(xù)可調(diào)電容器采用電容器件進(jìn)行無功微調(diào)，不消耗無功，調(diào)節(jié)速度快；
(3)實(shí)用性強(qiáng)，可應(yīng)用于配電網(wǎng)、負(fù)載等的無功補(bǔ)償裝置，動態(tài)跟蹤無功功率，實(shí)現(xiàn)無功功率的快速平滑調(diào)節(jié)，提高功率因數(shù)。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)的原理圖。
圖中：1.高壓隔離開關(guān)；2.高壓斷路器；3.電壓電流互感器；4.電能檢測模塊；5.分級投切電容器；6.連續(xù)可調(diào)電容器；7.控制器；8.快速熔斷器；9.電容接觸器；10.電容器；11.電容器；12.電力電子容抗變換器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型提供的基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由電能檢測模塊4、控制器7、連續(xù)可調(diào)電容器6和分級投切電容器5組成，其中：連續(xù)可調(diào)電容器6和分級投切電容器5并聯(lián)后的一端接入電網(wǎng)中，另一端接地；控制器7通過R S485總線分別與電能檢測模塊4、連續(xù)可調(diào)電容器6和分級投切電容器5相連接。
所述的電能檢測模塊4，可采用電子式電能智能傳感器WB1867B35，用于分析處理電壓電流互感器3檢測到的電壓和電流信號，得到有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電能參數(shù)。
所述的分級投切電容器5，由多組快速熔斷器8、電容接觸器9和電容器10的串聯(lián)電路經(jīng)過并聯(lián)后組成，用于發(fā)出分級可調(diào)的補(bǔ)償無功。
所述的連續(xù)可調(diào)電容器6，其由兩組電力電子容抗變換器12和電容器11的串聯(lián)電路經(jīng)過并聯(lián)后組成，其負(fù)極接地；用于發(fā)出連續(xù)可調(diào)的補(bǔ)償無功。電容器11的正極與電力電子容抗變換器12相連接。
所述的電力電子容抗變換器12，由兩個(gè)逆阻型IGBT器件經(jīng)過反向并聯(lián)后組成，用于調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào)電容器6的等效容抗。
所述的控制器7采用PLC控制系統(tǒng)，用于控制電容接觸器9(KM11～KM1N)的通斷電和調(diào)節(jié)逆阻型IGBT脈沖占空比的大小，控制投切電容器5和連續(xù)可調(diào)電容器6發(fā)出的無功功率。
所述的PLC控制系統(tǒng)，由與電源相連接的PLC控制器和以數(shù)據(jù)線分別與PLC控制器相 連接的觸摸屏、I/O接口電路、脈沖輸出電路和驅(qū)動電路組成。
所述的觸摸屏可采用MCGS觸摸屏。
本實(shí)用新型采用分級投切電容器5和連續(xù)可調(diào)電容器6的并聯(lián)組合后的技術(shù)方案，對配電網(wǎng)和負(fù)載進(jìn)行無功補(bǔ)償。
本實(shí)用新型提供的基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，具體工作過程如下：
步驟1)：高壓隔離開關(guān)1和高壓斷路器2合閘后，電路中的電能檢測模塊4以及控制器7得電，控制器7開始工作，電壓電流互感器3通過高壓斷路器2和高壓隔離開關(guān)1從配電網(wǎng)中檢測和提取電壓電流信號；
步驟2)：檢測到的電壓電流信號經(jīng)電能檢測模塊4分析處理后，得到功率因數(shù)ph、有功功率P和無功功率Q，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過RS485總線傳送給控制器7，控制器7通過實(shí)時(shí)分析采集到的數(shù)字信號，計(jì)算所需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率QS；
步驟3)：根據(jù)所需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率QS，控制器7通過控制接觸器KM11～KM1N的閉合來投切分級投切電容器5，向電力系統(tǒng)發(fā)出基準(zhǔn)補(bǔ)償無功QC0以提高功率因數(shù)ph，當(dāng)ph達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)值ph0時(shí)返回步驟1)，否則轉(zhuǎn)入步驟4)；
步驟4)：控制器7輸出脈沖信號，控制電力電子容抗變換器12中逆阻型IGBT的脈沖占空比，來調(diào)節(jié)連續(xù)可調(diào)電容器6的等效容抗，使連續(xù)可調(diào)電容器6快速發(fā)出無級可調(diào)的無功功率ΔQC，ph≥ph0時(shí)則返回步驟1)，否則轉(zhuǎn)入步驟4)。
通過上述步驟1)至步驟4)周而復(fù)始地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)中的無功功率的快速平滑調(diào)節(jié)，使功率因數(shù)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)用新型基于逆阻型IGBT的動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)，可應(yīng)用于配電網(wǎng)、負(fù)載等的無功補(bǔ)償裝置，動態(tài)跟蹤無功功率，實(shí)現(xiàn)無功功率的快速平滑調(diào)節(jié)，提高功率因數(shù)。