專利名稱：基于可變電抗的靜止無功補償器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及可變電抗技術，特別是涉及基于可變電抗的靜止無功補償器。
背景技術：
目前，靜止無功補償器主要有以下幾種具有飽和電抗器的靜止無功補償器 (SR)、晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)、 TCR+FC(TCR與固定電容器組 合)、TCR+MSC (TCR與斷路器投切電容器組合)、TCR+TSC。 SR的缺點是造價高，損耗大，有 振動和噪聲，調整時間長，動態補償速度慢；TCR只能吸收無功，而不能發出無功；TCR+FC要 求電抗器的容量大于電容器的容量，且當補償器工作在吸收較小的無功電流時，其電抗器 和電容器都已吸收了很大的無功電流，只是相互抵消而已；TCR+MSC中斷路器會頻繁的投 入與切除；TCR+TSC體積小，重量輕，對三相不平衡負荷可以分相補償，操作過程不產生有 害的過電壓、過電流，但不能很好抑制負載的突變引起的電壓閃變。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于可變電抗的靜止無功補償器， 該補償器可以動態補償負荷無功，既吸收無功也發出無功，同時無電容器頻繁的投切帶來 的損耗，還可以進行諧波的抑制。 本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是該靜止無功補償器由可變電抗 器、智能控制器和固定電容器C組成。其中可變電抗器與固定電容器C并聯，智能控制器 和可變電抗器相連；該靜止無功補償器與負荷并接，對負荷進行無功功率補償；負荷通過 變壓器與高壓母線連接。 本實用新型與現有技術相比，具有以下主要的優點 1.可以動態補償負荷無功功率。既可以吸收無功功率也可以發出無功功率。采用 電流反饋閉環控制，動態性能好。 2.采用固定電容器，避免了投切電容器頻繁投切帶來的損耗。 3.可變電抗器由于采用P麗(脈沖寬度調制)技術和高頻開關管IGBT(絕緣柵雙 極型晶體管)，電路中的諧波頻率高，可變電抗變換器的繞組就可濾去高次諧波，從而大大 減少電路中較高次及高次諧波。由圖4的諧波分布圖可以看出可變電抗變換器一次繞組電 路中高次諧波相對基波小得多。 4.可變電抗器中可變電抗變換器將高壓與低壓隔離，抗干擾能力強。
圖1是本實用新型的結構示意圖。 圖2是本實用新型中可變電抗器的拓撲結構圖。 圖3是本實用新型中智能控制器的結構示意圖。 圖4是本實用新型中可變電抗器一次繞組工作電流各次諧波分布圖。橫軸是P麗流過可變電抗器一次繞組電流幅值。
圖中1.靜止無功補償器；2.負荷；3.可變電抗器；4.智能控制器；5.電力電子
功率變換器；6.可變電抗變換器；7.電流互感器；8.高壓母線；9.變壓器。
具體實施方式下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步說明。 本實用新型提供的基于可變電抗的靜止無功補償器，其結構如圖1所示該靜止 無功補償器(在圖1中用編號1表示)由可變電抗器3、智能控制器4和固定電容器C組 成，可變電抗器3與固定電容器C并聯，智能控制器4和可變電抗器3相連。該靜止無功補 償器與負荷2并接，對負荷2進行無功功率補償。負荷2通過變壓器9與高壓母線8連接。 所述的可變電抗器3，由可變電抗變換器6和電力電子功率變換器5組成，其中 可變電抗變換器6的一次繞組與固定電容器C并聯，可變電抗變換器6的二次繞組與電力 電子功率變換器5并接，電力電子功率變換器5與智能控制器4連接。 所述的可變電抗變換器3，其拓撲結構如圖2所示它在傳統電抗器中引入二次線 圈，構成可變電抗變換器。電力電子功率變換器5由一對雙向高頻IGBT管組成。IGBT可采 用型號為IKW50N60T的IGBT單管，或具有相同功能的其它型號的IGBT單管。 所述的智能控制器4，由IGBT的P麗(脈沖寬度調制)觸發控制電路組成。具體 結構如圖3所示由P麗控制芯片IC1、 IGBT驅動芯片IC2和IGBT驅動芯片IC3及其外圍 電路組成。其中IC1的輸出端分別與IC2的輸入端和IC3的輸入端相連，IC2的輸出端和 IC3輸出端分別與電力電子功率變換器中的IGBT1的柵極和IGBT2的柵極連接。IC1可以 是芯片SG3525，也可以是芯片UC3842，用于實現P麗控制信號的輸出。IC2和IC3的型號相 同，可以是芯片EXB841或者M57959L，用于驅動IGBT。 本實用新型可用于負荷的無功功率補償；其對負荷的無功功率進行補償時，采用 的是可變電抗技術和P麗技術。 本實用新型的工作過程是智能控制器4輸出P麗脈沖，控制IGBT的導通與關斷， 改變可變電抗器3的二次繞組的電流大小，從而改變可變電抗變換器6 —次繞組的電流大 小，即改變可變電抗器3的阻抗。可變電抗器3和固定電容器C 一起作用，使靜止無功補償 器電路吸收或者發出無功電流，實現無功功率補償的目的。電流互感器7動態測得電網的 電流(由高壓母線8經變壓器9來的電流)反饋送入智能控制器4，經控制器中芯片IC1處 理后，動態發出相應的P麗控制信號，經IC2、 IC3控制驅動相應的IGBT1、 IGBT2管，從而實 現動態無功補償的目的。
權利要求基于可變電抗的靜止無功補償器，其特征是該靜止無功補償器由可變電抗器(3)、智能控制器(4)和固定電容器C組成，其中可變電抗器(3)與固定電容器C并聯，智能控制器(4)和可變電抗器(3)相連；該靜止無功補償器與負荷(2)并接，對負荷(2)進行無功功率補償；負荷(2)通過變壓器(9)與高壓母線(8)連接。
2. 如權利要求l所述的靜止無功補償器，其特征是所述的可變電抗器(3)由可變電抗 變換器(6)和電力電子功率變換器(5)組成，其中可變電抗變換器(6)的一次繞組與固定 電容器C并聯，可變電抗變換器(6)的二次繞組與電力電子功率變換器(5)并接，電力電子 功率變換器(5)與智能控制器(4)連接。
3. 如權利要求2所述的靜止無功補償器，其特征是所述的可變電抗變換器(6)，是在傳 統電抗器中引入二次線圈，構成可變電抗變換器。
4. 如權利要求2所述的靜止無功補償器，其特征是所述的電力電子功率變換器(5)由 一對雙向高頻IGBT管組成。
5. 如權利要求l所述的靜止無功補償器，其特征是所述的智能控制器(4)主要由集成 電路芯片IC1、 IC2和IC3及其外圍電路組成，其中IC1是P麗控制芯片，IC2和IC3均是 IGBT驅動芯片，IC1的輸出端分別與IC2的輸入端和IC3的輸入端相連，IC2的輸出端和 IC3輸出端分別與電力電子功率變換器中的IGBT1的柵極和IGBT2的柵極連接。
6. 如權利要求5所述的靜止無功補償器，其特征是所述的IC1采用芯片SG3525，或者 采用芯片UC3842。
7. 如權利要求5所述的靜止無功補償器，其特征是所述的IC2和IC3的型號相同，采用 芯片EXB841，或者采用芯片M57959L。
專利摘要本實用新型是基于可變電抗的靜止無功補償器，它由可變電抗器(3)、智能控制器(4)和固定電容器C組成，其中可變電抗器由可變電抗變換器(6)和電力電子功率變換器(5)組成；可變電抗變換器，其一次繞組與固定電容器C并聯，其二次繞組與電力電子功率變換器并接，電力電子功率變換器與智能控制器連接；電流互感器(7)測得電網的電流送入智能控制器；靜止無功補償器(1)與負荷(2)并接；負荷通過變壓器(9)與高壓母線(8)連接。本實用新型具有諧波小，抗干擾性強和動態特性好等優點，其通過智能控制器控制可變電抗器，改變流過可變電抗器的電流，從而使無功補償器電路吸收或者發出無功電流，實現負荷動態無功功率補償的目的。
文檔編號H02J3/18GK201466736SQ20092008727
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月10日 優先權日2009年7月10日
發明者夏澤中, 肖義平, 胡紅明, 袁佑新, 許湘蓮, 謝娜, 陳靜 申請人:武漢理工大學