[實用新型]礦用隔爆型動態有源濾波器

無效

• 申請號: 200720144378.4
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN201142575Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 韓菊娣;焦維軍
• 申請（專利權）人: 上海地澳自動化科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 株洲市美奇知識產權代理有限公司
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種濾波器，尤其是一種礦用隔爆型動態有源濾波器，屬于濾波技術和濾波裝置類。

背景技術

隨著計算機和微電子技術的不斷發展，煤炭生產裝備的自動化和信息化程度也不斷提高，其產品在煤礦井下得到了廣泛的應用。而這些先進的電力電子設備在煤礦井下大量使用的負載絕大部分是非線性的，非線性負載會產生很大的諧波電流并注入電網，導致電網電壓產生畸變。當正弦波施加在非線性負載上時，電流就會變成非正弦波，非正弦波電流在電網阻抗上產生壓降，會使電網電壓也變成非正弦波。對非正弦波做傅立葉級數分解，其中頻率與工頻相同的分量稱為基波(通常為50HZ)，頻率大于基波的分量為諧波。

日常用電環境中的電解、電鍍整流裝置，變頻器、直流調速器；直流電源、充電器；電弧爐、感應加熱設備；焊接設備；電氣化鐵路、船舶電驅動；空調；節能熒光燈；不間斷的UPS電源(UPS)以及計算機和外圍設備等；都是典型的諧波電源。

上述種種用電器在電網中產生的電網波諧波污染會嚴重干擾用電設備和系統的正常運行，并進一步造成下列不良影響：

加大線路損耗，使電纜過熱，絕緣老化，變壓器額定容量降低；誘發電網諧振，導致過電壓和過電流，引起嚴重事故；電動機、發電機、變壓器產生振動和噪音，呆滯，損耗加大，絕緣老化。對于安全生產尤為重要的煤礦井下生產來說，由于電網諧波污染的產生源的普遍性，所以任何煤礦井下安全生產監測監控及各種保護裝置的誤動或拒動，就會導致區域性停電事故，嚴重影響礦井的安全生產。這類井下事故的主要表現為：

·影響井下通風正常，電話打不通；

·中性線電流過大，造成發熱甚至火災；

·損壞電網中的敏感設備；

·使電力系統中各種測量儀表誤差增加，甚至無法工作；

·對通訊、電子類、自動控制設備生產嚴重干擾。

目前，為了解決煤礦井上、井下的諧波電網污染，普遍采取的治理方案是加電力濾波裝置，這些濾波裝置大多是用電容和電感組成各種低通和高通濾波裝置，這些濾波裝置的缺點是：

(1)被動型，沒有預檢測功能，故達不到完整的治理功能；

(2)靜態型，只對系統靜止的諧波進行治理，不能實現實時動態跟蹤治理；

(3)效果差，主要是因為沒有對癥下藥，故一般為虛設。

目前市場上還有一種叫電源波形矯正濾波器，實際上工作原理與上述差不多，它是將低通與高通濾波結合在一起的濾波器，在吸收諧波的效果上要比單一低通濾波器或單一高通濾波器有明顯的改善，但是治理效果還是達不到＜5％以下的國家標準。同時，電源波形矯正濾波器雖然在材料上采用了納米晶合金材料，這僅解決了元器件的質量和壽命問題，沒從根本上解決治理問題。經本發明人在暗斜井絞車變頻調速電控系統中應用，效果不明顯。

隨著國內外新技術的發展，動態有源濾波器也已問世，西門子、ABB、施耐德、曼斯塔等公司均有產品，其工作原理是用新型的IGBT模塊與微機集成電源逆變裝置，產生與諧波同電位，同電流大小，但相位相反的電流，以抵抗諧波電流，這類有源動態濾波裝置效果要比前者大大明顯。

但此類產品目前一般是在地面使用，而諧波產生最嚴重、最大量的煤礦井下沒有得到應用，究其原因有四個：

1、井下環境惡劣，要求安全防爆，而目前的動態有源濾波裝置都不防爆，不能在井下應用；

2、濾波器所用大功率IGBT的散熱問題解決不了；

3、抗干擾能力差。此類濾波器的工作頻率多在6～9KHZ，用在地面可以，用在井下不行，井下的高頻干擾高于這個頻段；

4、工作電壓低，只有380V，而煤礦井下的電壓為660V以上。這些不足之處直接影響了有源動態濾波器在煤礦井下的使用。

實用新型內容

本實用新型發明的目的：旨在提出一種能在井下安全使用的有源動態濾波裝置，既達到井下機電設備的防爆要求，也使電網諧波污染直接在用電設備的區域源頭上解決，使其解決的效果達到5％以下的國家標準。

這種礦用隔爆型動態有源濾波器，包括組成有源濾波器的預充電限流電路、接觸器、高頻電感、IGBT?PWM逆變橋、直流電容器，紋波電流濾除模塊以及檢測和控制電路，以及保護逆變橋的散熱機構，其特征在于

A、所述的濾波器設于一鋼板焊成的隔爆箱體內；