專利名稱：可移動高壓大容量鏈式statcom系統(tǒng)集裝箱結構的制作方法
技術領域：
可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構技術領域[0001]本實用新型涉及一種鏈式靜止同步補償器(STATC0M)系統(tǒng)結構，尤其是涉及一種 可移動集裝箱式的35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)結構。
背景技術：
[0002]隨著社會經濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，電能需求量日益增加，發(fā)電設備的容 量及其出力不斷增大，同時供電范圍也相應擴大，并逐漸向大型聯合電力系統(tǒng)發(fā)展。為滿足 日益增長的電能需求，電力系統(tǒng)發(fā)生了許多新變化，例如，電網電壓等級的升高，電力系統(tǒng) 的互聯，大容量發(fā)電機組的普遍應用，遠離負荷中心的水電廠、坑口電廠、核電廠的涌現，負 荷容量的集中，直流輸電和新型電力電子控制裝置的應用。這些新變化對于合理利用能源， 提高經濟效益和保護環(huán)境都有重要意義。但受環(huán)境和建設成本的限制，電網結構卻相對薄 弱，發(fā)電設備儲備量較少，系統(tǒng)經常運行在重負荷條件下，這給電力系統(tǒng)的安全運行帶來不 少問題，其中之一便是電壓不穩(wěn)定或電壓崩潰引起的局部丟失負荷或大面積停電。[0003]電壓穩(wěn)定是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中的一項重要課題。電力工業(yè)的市場化變革和近 幾年世界范圍內多次發(fā)生的大停電事故，使得電壓穩(wěn)定問題受到電力工業(yè)界和學術界的高 度關注。研究加強受端電壓支持和事故應急措施，避免惡性電壓崩潰事故的發(fā)生，具有特別 重要的意義。[0004]各國都對此投入研究，試圖尋找電壓失穩(wěn)的機理和控制手段。柔性交流輸配電 FACTS (Flexible AC Transmission System)技術的出現帶來了新的控制技術和手段。其 中，靜止同步補償器STATC0M受到了高度重視，隨著電力電子技術和大功率器件制造技術 的發(fā)展，STATC0M設備日趨成熟，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮著日益重要的作用。[0005]目前已經研制成功以及正在運行的輸電系統(tǒng)用的STATC0M裝置所使用的功率器 件大多為IGBT，多用于電壓及容量較小的配電系統(tǒng)。而高壓(35kV)大容量(±200Mvar)需 采用IEGT高壓大功率器件。[0006]在現有技術中，STATC0M系統(tǒng)結構都是小型框架結構，或是控制柜體，放置在機房 內部，這樣造價高，需要二次散熱。[0007]另外，現有技術中的功率單元都是框架現場組裝結構，沒有實現模塊化結構，不方 便不同電壓和不同容量的STATC0M批量生產，這樣造成安裝、調試、維修都不放便。[0008]還有，在現有技術中，鏈式STATC0M不便于功率擴展和安全運行。[0009]在現有技術中，尚缺采用IEGT高壓大功率器件、35kV高壓，±200Mvar大容量的鏈 式 STATC0M。實用新型內容[0010]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種可移動高壓大容量鏈式STATC0M 系統(tǒng)集裝箱結構，其造價低、散熱好，方便不同電壓和不同容量的STATC0M批量生產，且結 構緊湊，安裝、調試、維修、拆卸及運輸都相當放便，野外放置安裝簡單，還便于功率擴展和安全運行，可滿足大容量裝機需要。解決上述技術問題，本實用新型通過以下技術方案實現可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構，其特征是包括兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)見圖1，每個鏈式STATC0M系統(tǒng)，見圖2，包括三相鏈式H橋功率單元組，每相鏈式H橋功率單元組包括串聯的若干個H橋功率單元，再加上兩端各一個電抗器，每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱中，每相鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在所述的閥組集裝箱外，兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關與35kV電網直掛；鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱共7個，6個集裝箱為閥組集裝箱，I個為控制系統(tǒng)集裝箱(13)，見圖3。所述的每個閥組集裝箱，見圖4和圖7 (圖4的側視)，閥組集裝箱(I)的頂部設有3組水風換熱器(2 )，側壁上設有鉸接門和一逃生門(5 )，一端面壁上設有穿墻套管(6 )方便穿線；所述的閥組集裝箱(I)上安裝的設備包括空調(4)，設在閥組集裝箱頂的一端；水冷主機(7)，設在閥組集裝箱內的另一端，與空調(4)以閥組集裝箱外部水管
(3)連通；閥組單元(8)，位于閥組集裝箱內，以絕緣柱(28)頂起并從閥組集裝箱內的另一端起沿閥組集裝箱長度方向5列排放；水冷控制柜(10)，設在閥組集裝箱內水冷主機和閥組單元之間，且三者以閥組集裝箱內部水管(9)連通；脈沖柜(11)和電源隔離柜(12)，依次位于水冷控制柜(10)與水冷主機之間；所述的水風換熱器(2)參見圖5和圖6，每個水風換熱器包括三組電機(2-2)和風扇(2-1)給散熱水管箱(2-3 )散熱。所述的控制集裝箱(13)內裝有的設備包括依次從控制集裝箱內的一端起沿控制集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II ( 14)、裝置控制柜I (15)、系統(tǒng)控制柜(16)、系統(tǒng)監(jiān)控柜(17)、遠程監(jiān)控柜(18)、故障錄波柜
(19)、直流屏111(20)、直流屏II (21)、直流屏I (22)、低壓配電111(23)、低壓配電II (24)、壓配電I (25)、PS電源柜I (26)和PS電源柜II (27)。本STATC0M的H橋邏輯電路為現有技術，其H橋電路和H橋結構已另外申請了專利。H橋電路專利已授權，專利號為ZL201020128033.1 ;H橋結構包括兩個IEGT相模塊、兩個電容模塊、電壓撬杠模塊和旁路模塊，參見圖9和圖10，其中主要包括兩個IEGT相模塊(已授權發(fā)明專利，專利號為ZL2010101216772)，見圖11。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是l)35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)的閥組，為戶外集裝箱結構，不必專設廠房，使用戶大大降低造價，便于運輸、現場安裝和調試及維護；2) 35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)，采用了集裝箱、H橋和IEGT相模塊等模塊化結構，便于組裝、調試和維護，更適合系列和批量生產，這是一項重大的原理結構創(chuàng)新；3) 35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)的閥組，為高壓大容量電子電力裝備，采用水風換熱聯合冷卻系統(tǒng)，解決了高壓大容量功率閥組的散熱技術難題，具有實用價 值；[0029]4)本35kV±200Mvar鏈式STATC0M系統(tǒng)，屬于高壓大容量電力電子裝備，其系統(tǒng)采 用集裝箱結構，解決了耐壓、防潮和安全等關鍵問題；結構進一步優(yōu)化，確保電氣單元連接 的準確性、合理性；裝載方式有所改變，保證電氣原件更新及優(yōu)化后的合理安裝，安裝牢固， 承載能力強，方便長途運輸。[0030]5)結構合理緊湊，集成度高，可滿足大容量裝機要求。
[0031]圖1為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的原理框圖；[0032]圖2為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的閥組集裝箱配置框圖；[0033]圖3為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的閥組集裝箱室外配置圖；[0034]圖4為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的閥組集裝箱內部結構圖；[0035]圖5為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的閥組集裝箱外部結構圖；[0036]圖6為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 的閥組集裝箱水換熱器結構圖；[0037]圖7為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng) 閥組集裝箱的內部結構側視圖；[0038]圖8為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M中的H橋邏輯 電路圖；[0039]圖9為本實用新型的本STATC0M H橋結構的前視圖BO ；[0040]圖10本STATC0M H橋結構的后視圖BI ；[0041 ] 圖11本STATC0M H橋中的IEGT相模AlO的結構圖；[0042]圖12為本實用新型的可移動集裝箱式35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系 統(tǒng)控制集裝箱的內部配置圖。[0043]圖中1-閥組集裝箱，2-水風換熱器，2-1-風扇，2-2-電機，2_3_散熱水管箱， 3-集裝箱外部水管，4-空調，5-逃生門，6-穿墻套管，7-水冷主機，8-閥組單元，9-集裝箱 內部水管，10-水冷控制柜，11-脈沖柜，12-電源隔離柜，13-控制集裝箱，14-裝置控制柜 II，15-裝置控制柜I，16-系統(tǒng)控制柜，17-系統(tǒng)監(jiān)控柜，18 -遠程監(jiān)控柜，19 -故障錄波 柜，20-直流屏III，21-直流屏II，22-直流屏I，23-低壓配電III，24-低壓配電II，25-低壓 配電I，26-UPS電源柜I，27-UPS電源柜II，28-絕緣柱。
具體實施方式
[0044]如圖1至圖7，以及圖12所示，本實用新型的可移動的35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)，包括兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)，每個鏈式STATC0M系統(tǒng)包括三相鏈式H橋功率單元組，參見圖1和圖2,每相鏈式H橋功率單元組包括串聯的26個H橋功率單元再加上兩端各一個電抗器，每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱中，六個相同的變流器集裝箱I # 6 #依次在戶外現場排列，每相鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在集裝箱外(參見圖3)，兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關與35kV電網直聯參見圖1和圖2。參見圖5，閥組集裝箱I的一側面設有3扇鉸接門和一逃生門5，一端面壁上設有穿墻套管6方便穿線。閥組集裝箱I上安裝的設備包括參見圖4、圖5，水風換熱器2，設在集裝箱頂的一端；空調4，設在集裝箱頂的另一端；水冷主機7，設在集裝箱內的一端，與空調4以集裝箱外部水管3連通，參見圖6，水風換熱器2為三組電機2-2和風扇2-1給散熱水管箱2-3散熱。參見圖4和圖7，閥組單元8，位于集裝箱內，以絕緣柱28頂起并從集裝箱內的另一端起沿集裝箱長度方向排列；水冷控制柜10，設在集裝箱內水冷主機和閥組單元之間，且三者以集裝箱內部水管9連通；脈沖柜11和電源隔離柜12，依次位于水冷控制柜10與水冷主機之間。參見圖12，控制集裝箱，內裝控制設備與鏈式STATC0M系統(tǒng)的所有設備有控制線連接，在戶外現場單獨放置，見圖3，控制集裝箱內裝有的設備包括依次從集裝箱內的一端起沿集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II 14、裝置控制柜
I15、系統(tǒng)控制柜16、系統(tǒng)監(jiān)控柜17、遠程監(jiān)控柜18、故障錄波柜19、直流屏III 20、直流屏
II21、直流屏I 22、低壓配電III 23、低壓配電II 24、壓配電I 25、PS電源柜I 26和PS電源柜 II 27。圖8至圖11為本實用新型的可移動的35kV±200Mvar鏈式STATC0M雙機并聯系統(tǒng)內包括的現有技術設備圖。
權利要求1.一種可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構，其特征是包括兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)，每個鏈式STATC0M系統(tǒng)包括三相鏈式H橋功率單元組，每相鏈式H橋功率單元組包括串聯的若干個H橋功率單元、再加上兩端各一個電抗器；每相鏈式H橋功率單元組安置在一個閥組集裝箱(I)中，每相鏈式H橋功率單元組的兩個電抗器上下放置，安置在所述的閥組集裝箱外，兩個并聯的鏈式STATC0M系統(tǒng)可分別通過QFl和QF2兩個高壓開關與35kV電網直掛；還設有一個控制集裝箱(13)。
2.根據權利要求1所述的可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構，其特征是 所述的閥組集裝箱(I)上安裝的設備包括 3組水風換熱器(2)，設在閥組集裝箱(I)的頂部；空調(4)，設在閥組集裝箱頂的一端；鉸接門和一逃生門(5)，設在閥組集裝箱(I)的一側壁上；穿墻套管(6)，設在閥組集裝箱(I)的一端面壁上；水冷主機(7)，設在閥組集裝箱內的另一端，與空調(4)以閥組集裝箱外部水管(3)連通；閥組單元(8),位于閥組集裝箱內，以絕緣柱(28)頂起并從閥組集裝箱內的另一端起沿閥組集裝箱長度方向5列排放；水冷控制柜(10)，設在集裝箱內水冷主機和閥組單元之間，且三者以集裝箱內部水管 (9)連通；脈沖柜(11)和電源隔離柜(12)，依次位于水冷控制柜(10)與水冷主機之間。
3.根據權利要求2所述的可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構，其特征是 所述的水風換熱器(2)包括三組電機(2-2)和風扇(2-1)給散熱水管箱(2-3)散熱。
4.根據權利要求3所述的可移動高壓大容量鏈式STATC0M系統(tǒng)集裝箱結構，其特征是 所述的控制集裝箱(13)內裝有的設備包括依次從所述的控制集裝箱內的一端起沿控制集裝箱長度方向排列的裝置控制柜II (14)、裝置控制柜I (15)、系統(tǒng)控制柜(16)、系統(tǒng)監(jiān)控柜(17)、遠程監(jiān)控柜(18)、故障錄波柜(19)、直流屏111(20)、直流屏II (21)、直流屏I (22)、低壓配電111(23)、低壓配電II (24)、壓配電I (25)、PS電源柜I (26)和PS電源柜II (27)。
專利摘要可移動高壓大容量鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱結構，包括兩個并聯的鏈式STATCOM系統(tǒng)，每個系統(tǒng)，包括三相鏈式H橋功率單元組，每單元組包括串聯的若干個H橋功率單元，再加上兩端各一個電抗器，每單元組安置在一個閥組集裝箱中，每單元組的兩個電抗器上下放置，安置在集裝箱外，兩個并聯系統(tǒng)可分別通過QF1和QF2兩個高壓開關與35kV電網直掛；鏈式STATCOM系統(tǒng)集裝箱共7個，6個為閥組集裝箱，1個為控制集裝箱。本實用新型造價低、散熱好，方便不同電壓和不同容量的STATCOM批量生產，且結構緊湊，安裝、調試、維修、拆卸及運輸都相當放便，野外放置安裝簡單，還便于功率擴展和安全運行，可滿足大容量裝機需要。
文檔編號H02B1/56GK202840300SQ20122038428
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權日2012年8月2日
發(fā)明者魏遠航, 鐘連宏, 陳劍光, 歐陽旭東, 雷烈波, 李春華, 謝化安, 羅瑞彬, 黃偉雄, 何偉斌, 高明振, 曾偉忠, 張漢光, 王春巖, 白羽 申請人:廣東電網公司東莞供電局, 榮信電力電子股份有限公司