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HTPQC-I型智能柔性无功发生器
产品概述
STATCOM（Static synchronous Compensator）是柔性交流输电技术（FACTS）的主要装置之一。清华大学电机系电力系统国家重点实验室在FACTS技术方面有着深厚的理论研究和丰富的实践经验，北京华腾开元电气有限公司以清华大学为技术依托，现将FACTS技术引入到低压配电网，研制出基于STATCOM的智能柔性无功发生器（产品型号HTPQC-I）。该设备可连续、动态的补偿无功功率，平衡三相负荷，在改善电网的电能质量，提高配电网的安全稳定运行和经济运行方面效果显著。
该设备尤其适用于油田抽油机、工厂吊装货物的行车、港口的门机、焊机等负荷波动频繁且波动幅度大的场合。
产品功能
HTPQC-I型智能柔性无功发生器满足如下一些主要的功能和性能指标。
● 连续、动态地补偿无功功率
HTPQC-I型智能柔性无功发生器具备对无功功率的连续补偿、动态跟踪补偿能力；且补偿容量准确可控，不因接入点电压的降低而降低。而且该设备不仅能补偿感性无功，还具备补偿容性无功的能力。这克服了投切式电容器不能连续、动态补偿且补偿容量受接入点电压影响的弱点。
● 补偿负荷三相不平衡
三桥臂结构的HTPQC-I型智能柔性无功发生器能够消除负荷的负序不平衡分量，四桥臂结果的HTPQC-I型智能柔性无功发生器能够消除负荷的负序和零序不平衡分量，将三相功率重新分配，从而使得补偿后的装置－负荷联合体呈现对称平衡负荷特性，减小中线电流，降低损耗，避免因三相不平衡而可能引起的事故。
● 综测功能
HTPQC-I型智能柔性无功发生器的控制系统带有存储器，可以保存电网的主要参数，并通过自带的通信接口传送给电力用户，方便统计和管理。
● 多种保护功能
HTPQC-I型智能柔性无功发生器具备过流、过压、欠压、温度过高、测量电路故障、雷击等多种保护功能，以确保装置和电力系统安全运行，并可在负荷较轻时自动退出运行，充分考虑运行的经济性。
● 全数字式操作
HTPQC-I型智能柔性无功发生器具备友好的人机接口，使得操作简便，易于使用和维护。
● 可扩展性
HTPQC-I型智能柔性无功发生器在现有的基础上还可以根据市场需求进行功能扩展，比如在通讯网络畅通的情况下，可以应用GPRS无线通讯技术，扩展为远程监测甚至远程控制。
工作原理
HTPQC-I型智能柔性无功发生器的工作原理如下图所示。
图1 HTPQC-I型智能柔性无功发生器的工作原理示意图
设备投入运行的过程，先手动合上空气开关，给控制系统供电并合上设备的开机旋钮后，首先接触器J1闭合，通过防涌流电阻对直流电容器预充电。充电完毕后，闭合接触器J2闭合将防涌流电阻短接，然后设备开始运行。设备退出运行时，先封锁对逆变器的驱动信号，然后控制接触器J1和J2依次断开。
设备的控制系统首先通过测量电路获得接入点电压、负荷电流、设备输出电流、直流电容器电压等信号，利用测量所得信号检出负荷电流的无功分量和不平衡分量，这就是设备的输出电流参考信号，进而控制系统的数字信号处理器电流参考信号计算得出对逆变器的PWM控制脉冲，并通过控制电路驱动逆变桥的电子开关器件(IGBT)，从而输出相应的无功分量和不平衡分量，实现补偿功能。
技术参数
● 额定工作电压：380V/220V，50Hz
● 额定补偿容量：±30kVar/±45kVar/±60kVar/±90kVar/±120kVar
● 额定输出基波电流：45A/67A/90A/135A/180A
● 160us响应负荷变化，20ms实现完全跟踪补偿
● 整机功耗：小于容量的3%
● 补偿无功功率效果*：0.95≤cosФ≤1
● 补偿不平衡效果*：中线电流<8A
● 额定绝缘电压：3000V AC,2500V DC
* 表示在额定补偿容量范围内所能达到的指标
参照和执行标准
HTPQC-I型智能柔性无功发生器的研制参照如下标准和规范进行
| ● JB/DQ6141-86 | 《低压无功功率补偿装置》 |
| ● GB12325-90 | 《电能质量 供电电压允许偏差》 |
| ● SD325 | 《电力系统电压和无功技术导则》 |
| ● GB/T15576-1995 | 《低压无功功率静态补偿装置总技术条件》 |
使用环境条件
● 安装点电压：380V/220V±15%
● 环境温度：-25°C ~ +50°C(室外型)
● 相对湿度：<90%(40℃),短时允许100%
● 大气压力：79.5～106.6kPa(海拔2000m以下)
● 使用环境无较强的振动与冲击；
● 使用环境无腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质存在，不得含有爆炸危险的介质，无严重的霉菌存在；
产品类型及应用范围
目前,HTPQC-I型智能柔性无功发生器，按结构类型分，有三桥臂结构和四桥臂结构两种，产品型号举例说明如下：
HT：公司代号，华腾开元
PQC：产品代号，电能质量柔性控制器
4L：三相四线制，3L：三相三线制
120：容量120kVar，
0.4：电压等级400V（线电压）
其容量等级及应用范围等如下表所示。
| 结构类型 | 补偿容量(kVar) | 额定线电压(V) | 应用范围 |
| 三桥臂 | ±30 | 380、600 | 三相三线制系统 |
| ±45 | 380、600 | ||
| ±60 | 380、600 | ||
| ±90 | 380、600 | ||
| ±120 | 380、600 | ||
| ±150 | 380、600 | ||
| 四桥臂 | ±30 | 380、600 | 三相四线制系统 |
| ±45 | 380、600 | ||
| ±60 | 380、600 | ||
| ±90 | 380、600 | ||
| ±120 | 380、600 |
