用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統，該混合旁路系統包括相互并聯連接的半導體開關和機械開關，所述機械開關為高壓真空接觸器，所述半導體開關包括兩個反并聯的晶閘管和過壓吸收電路，所述過壓吸收電路并接于所述反并聯晶閘管的兩端。本實用新型專利技術提供的旁路系統操作方便，且安全可靠。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電力系統動態無功補償
，涉及一種高壓鏈式靜止同步補償器，特別涉及一種用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統。
技術介紹
目前，N+1型靜止同步補償器(STATC0M)，一般由多個功率單元級聯組成，例如對于IOkV系統，考慮到系統安全性，可以設計成11個或11個以上功率單元級聯組成，每相每個功率單元需承受至少1000V電壓。在實際應用中，由于N+1型靜止同步補償器有余量，故在某一功率單元出現故障時，必須停機更換，這導致功率單元工作的連續性較差，大大降低了設備的綜合利用率。中國第20101062423.1號專利技術專利和第201020700497. 5號技術專利公開了一種采用機械開關的單元旁路裝置。雖然該技術能夠旁路切除故障單元，從而在一定程度上保證功率單元運行的連續性，但其機械開關響應速度慢，對電力系統沖擊大。中國第201020293970. 2號和第200620133847. 8號技術專利公開了一種以單相二極管整流橋和可控硅SCR為主電路的旁路電路。雖然該技術可以有效地旁路故障單元，但是由于故障過程中，難免會產生過電壓過電流，會使可控硅極易損壞，無法提供可靠旁路。鑒于以上問題，是由必要提供一種用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統以解決以上技術問題。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種安全可靠、操作方便的用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案—種用于高壓鏈式靜止同步補償器的混合旁路系統，該混合旁路系統包括相互并聯連接的半導體開關和機械開關，所述機械開關為高壓真空接觸器，所述半導體開關包括兩個反并聯的晶閘管和過壓吸收電路，所述過壓吸收電路并接于所述反并聯晶閘管的兩端。所述過壓吸收電路包括串聯的吸收電阻Rb和吸收電容Cb ；所述高壓真空接觸器包括進線端、出線端、真空開關管、以及控制真空開關管的磁力操作機構和控制回路。一種應用上述混合旁路系統的高壓鏈式靜止同步補償器，該補償器為鏈式結構，包括換流鏈，每相換流鏈均由結構相同的各鏈節單元串聯而成，所述每個鏈節單元包括直流電容C、H橋電路、旁路系統、直流電壓取能電路、驅動電路、旁路系統觸發電路和單元控制器；所述H橋電路、直流電容C及直流電壓取能電路相互并聯連接，所述H橋電路的交流輸出端之間并聯所述旁路系統，所述直流電壓取能電路將所得到的控制電源提供給單元控制器和驅動電路，所述單元控制器分別對H橋電路、直流電容、旁路系統進行控制。所述H橋電路包括兩個相互并聯的橋臂，兩個橋臂的中點作為交流輸出端，該兩個交流輸出端分別與旁路系統的反并聯晶閘管的陽極和陰極相連。與現有技術相比，本技術用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統至少具有以下優點本技術用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統避免裝置頻繁退出；旁路電路安全可靠；半導體開關動作快，減少對系統影響；機械開關提供后備保障，合閘速度快。附圖說明圖1為本技術用于高壓鏈式靜止同步補償器的電路結構圖；圖2是本技術旁路系統的控制流程圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術用于高壓鏈式靜止同步補償器及其混合旁路系統做詳細描述請參閱圖1所示，本技術公開了一種用于高壓的鏈式靜止同步補償器，所述靜止同步補償器STATC0M采用鏈式結構，其包括換流鏈，每相換流鏈均由結構相同的各鏈節單元串聯而成，所述每個鏈節單元包括直流電容C、H橋電路、旁路系統、直流電壓取能電路、驅動電路、旁路系統觸發電路和單元控制器。所述H橋電路、直流電容C及直流電壓取能電路相互并聯，所述H橋電路包括兩個相互并聯的橋臂，兩個橋臂的中點作為本鏈節單元的交流輸出端，所述交流輸出端之間并聯所述旁路系統，所述直流電壓取能電路將所得到的控制電源提供給單元控制器和驅動電路，所述單元控制器分別對H橋電路、直流電容、旁路系統進行控制，所述驅動電路對H橋電路中的IGBT器件進行驅動。所述單元控制器采用 CPLD。所述旁路系統既包括半導體開關，又包括機械開關。其中，所述機械開關采用快速合閘機械保持的高壓真空接觸器，其包括進線端、出線端、真空開關管、磁力操作機構和控制回路等。所述半導體開關，即電力電子開關，包括兩個反并聯的晶閘管和過壓吸收電路；所述H橋電路的兩個交流輸出端分別與所述的反并聯晶閘管的陽極和陰極相連；所述過壓吸收電路由吸收電阻Rb和吸收電容Cb串聯而成，過壓吸收電路并接于所述反并聯晶閘管的兩端。旁路系統要求操作具有快速性，通流能力要求較高，一般要選擇基于電力電子器件的旁路手段。最簡單的方一式為反并聯晶閘管結構，但是單獨的反并聯晶閘管容易損壞；且晶閘管是不可控器件一旦導通不能控制其關斷，不能維持導通狀態。本技術中采用由電力電子開關和機械開關共同構成的混合式旁路電路，如圖1所示，與以上幾種旁路方式相比，該電路安全可靠，響應速度快。本技術機械開關采用交流、戶內、單相操作的結構。進、出線端和真空開關管構成開關的主回路部分，磁力操作機構和控制回路作為該機械開關的控制回路及輔助回路，控制線圈的充放電，從而控制機械開關的分合閘操作。具體操作方法為控制電源先通過電源模塊給電容器充電，使其儲存足夠的能量；當需要進行旁路操作時，主控制器向每個鏈節單元的單元控制器發出合閘信號，單元控制器再向該鏈節單元中旁路系統的控制回路發出合閘信號，控制回路的開關合閘接點閉合，合閘回路導通，電容器就向磁力操作機構的電磁線圈放，線圈帶電后驅動真空管進行合閘操作。旁路電路為整個鏈節提供保護，當鏈節單元正常運行時，H橋電路投入工作，旁路電路退出運行；當鏈節單元內部發生特定故障時，信號上報給主控制器，主控制器經過判斷發出命令，封鎖H橋電路，同時旁路電路開通，其中反并聯晶閘管的動作時間為微妙級，響應速度快，機械開關的動作時間為毫秒級，保證故障鏈節可靠旁路，旁路的同時，輸出電流轉移至旁路部分，實現故障鏈節退出功能。其旁路結構控制流程如圖2所示。以上所述僅為本技術的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域普通技術人員通過閱讀本技術說明書而對本技術技術方案采取的任何等效的變換，均為本技術的權利要求所涵蓋。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于高壓鏈式靜止同步補償器的混合旁路系統，其特征在于：該混合旁路系統包括相互并聯連接的半導體開關和機械開關，所述機械開關為高壓真空接觸器，所述半導體開關包括兩個反并聯的晶閘管和過壓吸收電路，所述過壓吸收電路并接于所述反并聯晶閘管的兩端。

【技術特征摘要】
1.一種用于高壓鏈式靜止同步補償器的混合旁路系統，其特征在于該混合旁路系統包括相互并聯連接的半導體開關和機械開關，所述機械開關為高壓真空接觸器，所述半導體開關包括兩個反并聯的晶閘管和過壓吸收電路，所述過壓吸收電路并接于所述反并聯晶閘管的兩端。2.如權利要求1所述的用于高壓鏈式靜止同步補償器的混合旁路系統，其特征在于所述過壓吸收電路包括串聯的吸收電阻(Rb)和吸收電容(Cb)。3.如權利要求1所述的用于高壓鏈式靜止同步補償器的混合旁路系統，其特征在于所述高壓真空接觸器包括進線端、出線端、真空開關管、以及控制真空開關管的磁力操作機構和控制回路。4.一種應用權利要求1所述的混合旁路系統的高壓鏈式靜止同步補...

【專利技術屬性】
技術研發人員：封磊，茍銳鋒，談龍成，
申請(專利權)人：中國西電電氣股份有限公司，中國科學院電工研究所，
類型：實用新型
國別省市：