本實用新型屬于電能質(zhì)量治理與電力節(jié)能設(shè)備制造領(lǐng)域，特別是涉及應(yīng)用于配電網(wǎng)電能治理的混合型動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

農(nóng)村電網(wǎng)是國家電力供應(yīng)服務(wù)體系的重要組成部分，是關(guān)系農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，農(nóng)網(wǎng)由于供電線路長，供電網(wǎng)絡(luò)中即存在三相生產(chǎn)用電，也有單相生活用電。同時，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種變頻調(diào)速裝置及單相開關(guān)電源裝置應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)中，導(dǎo)致農(nóng)網(wǎng)電能質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響居民的生活水平，目前主要存在以下問題：

1)無功電流在電網(wǎng)中的流動會導(dǎo)致線路損耗增大；

2)無功電流在線路上產(chǎn)生無功電壓降，拉低變壓器輸出電壓；

3）無功電流占用變壓器容量，降低變壓器使用效率；

4）諧波污染則會致使配電變壓器的損耗和供電線路的附加損耗增大，同時影響繼電保護(hù)裝置和電能計量裝置的正常使用；

5）三相電流不平衡增加中性線線路損耗，在中性線產(chǎn)生壓降，從而導(dǎo)致中性點漂移，容易造成某一相過電壓，影響用電設(shè)備的安全運行；

6）三相電流不平衡致使配電變壓器實際出力減少，當(dāng)配電變壓器處于三相負(fù)載不平衡工況下運行，負(fù)載輕的那一相就有富余容量，從而使配電變壓器的實際出力減少；

7）三相電流不平衡致使配電變壓器鐵芯中將產(chǎn)生零序磁通，零序磁通在變壓器鋼構(gòu)件傳導(dǎo)過程中要產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構(gòu)件局部溫度升高發(fā)熱，高溫可導(dǎo)致配電變壓器的繞組絕緣老化加速，導(dǎo)致變壓器壽命降低。

傳統(tǒng)的農(nóng)村電網(wǎng)配變臺區(qū)均采用純電容補(bǔ)償解決上述問題，但因其自身特性，主要存在以下問題：

1、電容器的容量是固定的，因此對于動態(tài)變化的無功功率經(jīng)常出現(xiàn)過補(bǔ)償或者欠補(bǔ)償情況；

2、通過電力系統(tǒng)暫態(tài)分析可知，電容器在投入瞬間處于短路狀態(tài)，投入過程合閘涌流很大，同時投入和切除過程中均會產(chǎn)生操作過電壓，對開關(guān)、變壓器等設(shè)備影響很大；

3、因為是純電容補(bǔ)償裝置，不具備諧波濾除的功能，同時因為電容器自身的特性還會放大諧波，容易與系統(tǒng)產(chǎn)生諧振；

4、雖然相間跨接電容器會轉(zhuǎn)移部分有功電流，但同時會產(chǎn)生更多的無功電流，兼顧系統(tǒng)功率因數(shù)的情況下不能夠徹底解決三相不平衡問題；

5、因為電容投切的控制開關(guān)最快只能達(dá)到20ms，在某些負(fù)荷變化較快的場合下不能做到快速跟蹤，導(dǎo)致電壓產(chǎn)生波動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中的問題，本實用新型提供應(yīng)用于配電網(wǎng)電能治理的混合型動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，所述裝置采用靜止無功發(fā)生器(SVG)內(nèi)置的控制器對靜止無功發(fā)生器(SVG)單元和靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而實現(xiàn)精細(xì)無功補(bǔ)償。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出如下技術(shù)方案：

應(yīng)用于配電網(wǎng)電能治理的混合型動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，所述裝置主要包括：斷路器 （QF）、裝置A相電流采樣互感器（I-TAa）、裝置B相電流采樣互感器（I-TBb）、裝置C相電流采樣互感器（I-TCc）、第一避雷器（FV1）、第二避雷器（FV2）、第三避雷器（FV3）、靜止無功發(fā)生器（SVG）單元 U1、第一靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（1）、第二靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（2）、第三靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（3）、IO板（IOBord）、直流12V電源（DY）、第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）、第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN2）、第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN3）、第一控制保險（FU1）、第二控制保險（FU2）、第三控制保險（FU3）、第四控制保險（FU4）、第一中間繼電器 （KA1）、第二中間繼電器 （KA2）和第三中間繼電器 （KA3）；

所述第一靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（1）、第二靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（2）和第三靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（3）并聯(lián)在裝置電流采樣互感器與靜止無功發(fā)生器（SVG）單元 U1 之間的電源線上；

所述靜止無功發(fā)生器（SVG）單元 U1通過IO板（IOBord）與靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）連接，IO板（IOBord）的輸出控制靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元的投切；

所述裝置A相電流采樣互感器（I-TAa）、裝置B相電流采樣互感器（I-TBb）和裝置C相電流采樣互感器（I-TCc）連接在避雷器和斷路器 （QF）之間；所述第一避雷器（FV1）、第二避雷器（FV2）和第三避雷器（FV3）連接在裝置電流采樣互感器和靜止無功發(fā)生器（SVG）單元 U1之間，所述避雷器接地；

所述第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）、第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN2）和第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN3）并聯(lián)在直流單相輸入側(cè)的火線（L）和零線（N）之間。

進(jìn)一步地，所述靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（1）包括依次串聯(lián)的第一復(fù)合開關(guān)（K1）、第一電抗器（1L）和第一電容器（1C1）；

所述靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（2）包括依次串聯(lián)的第二復(fù)合開關(guān)（K2）、第二電抗器（2L）和第二電容器（2C1）；

所述靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（3）包括依次串聯(lián)的第三復(fù)合開關(guān)（K3）、第三電抗器（3L）和第三電容器（3C1）。

進(jìn)一步地，所述第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第二控制保險（FU2）、第一中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地；

所述第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第三控制保險（FU2）、第二中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地；

所述第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第四控制保險（FU2）、第三中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地。

本實用新型的有益效果在于：

1、精細(xì)無功補(bǔ)償，單相連續(xù)調(diào)節(jié)裝置無功輸出，補(bǔ)償容性充電功率，保證系統(tǒng)三相功率因數(shù)實時為 1；

2、精確調(diào)整系統(tǒng)三相電流，電流不平衡度＜ 3%；

3、兼顧諧波濾除功能，可濾除 2-25 次諧波電流；

4、快速補(bǔ)償，裝置響應(yīng)時間＜ 5ms；

5、性價比極高，配以很小的靜止無功發(fā)生器（SVG） 容量和一定的靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）容量達(dá)到最佳的治理效果，同時大大降低電能質(zhì)量治理成本；

6、具備冗余工作模式，控制系統(tǒng)實時監(jiān)控各單元工作狀態(tài)，若任一單元出現(xiàn)故障，可自動將其屏蔽，保證裝置持續(xù)可靠運行；

7、采用靜止無功發(fā)生器（SVG）內(nèi)置的控制器控制靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元的投入和切除，不再使用單獨的控制器對靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元進(jìn)行控制，進(jìn)一步降低了成本。

附圖說明

圖1是為裝置一次系統(tǒng)接線圖；

圖2是靜止無功發(fā)生器（SVG）+靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）無功補(bǔ)償示意圖；

圖3是風(fēng)機(jī)控制接線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方案作詳細(xì)的闡述。

如附圖1所示，應(yīng)用于配電網(wǎng)電能治理的混合型動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，主要包括：斷路器 （QF）、裝置A相電流采樣互感器（I-TAa）、裝置B相電流采樣互感器（I-TBb）、裝置C相電流采樣互感器（I-TCc）、第一避雷器（FV1）、第二避雷器（FV2）、第三避雷器（FV3）、靜止無功發(fā)生器（SVG）單元 U1、第一靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（1）、第二靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（2）、第三靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元（3）、IO板（IOBord）、直流12V電源（DY）、第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）、第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN2）、第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN3）、第一控制保險（FU1）、第二控制保險（FU2）、第三控制保險（FU3）、第四控制保險（FU4）、第一中間繼電器 （KA1）、第二中間繼電器 （KA2）和第三中間繼電器 （KA3）。

以120kW裝置為例，具體的配置如下表所示：

靜止無功發(fā)生器（SVG）單元與IO板（IOBord）進(jìn)行通信，IO板（IOBord）的輸出控制靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元的投切，內(nèi)部的第一避雷器（FV1）、第二避雷器（FV2）和第三避雷器（FV3）作為避雷保護(hù)，第一電抗器（1L）、第二電抗器（2L）和第三電抗器（3L）的主要作用是保護(hù)電容器，避免諧波放大，降低投切涌流，直流12V電源（DY）的主要作用是給復(fù)合開關(guān)供電，第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）、第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN2）和第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN3）的主要作用是給裝置內(nèi)部散熱，為了降低裝置噪聲，增加了中間繼電器（KA），只有無源投入的時候風(fēng)機(jī)才啟動，控制保險第一控制保險（FU1）、第二控制保險（FU2）、第三控制保險（FU3）和第四控制保險（FU4）主要起到保護(hù)作用，避免因電流過大損壞內(nèi)部元件。

如附圖2所示，該裝置結(jié)合了靜止無功發(fā)生器(SVG)和靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)技術(shù)，采用靜止無功發(fā)生器(SVG)內(nèi)置的控制器對靜止無功發(fā)生器(SVG)單元和靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，既控制靜止無功發(fā)生器(SVG) 單元的補(bǔ)償電流輸出，又控制靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元的自動投切。在調(diào)節(jié)設(shè)備無功輸出時，采用靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）單元粗調(diào)和靜止無功發(fā)生器(SVG)單元微調(diào)的方式，可實現(xiàn)系統(tǒng)三相功率因數(shù)實時為1，同時，作為一種有源型補(bǔ)償產(chǎn)品，該裝置還具有平衡三相電流、諧波濾除及電壓支撐的功能。

如附圖3所示，所述第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）、第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN2）和第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN3）并聯(lián)在直流單相輸入側(cè)的火線（L）和零線（N）之間；所述第一散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第二控制保險（FU2）、第一中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地；所述第二散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第三控制保險（FU2）、第二中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地；所述第三散熱風(fēng)機(jī)（ACFAN1）由依次串聯(lián)的第四控制保險（FU2）、第三中間繼電器 （KA1）和風(fēng)扇組成，所述風(fēng)扇接地。