[實用新型]一種用于電解裝置的三相三線制有源濾波裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720303497.X
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN201134753Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安瑞馳電力設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 韓翎

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種電解裝置的有源濾波裝置，尤其是涉及一種用于電解裝置的三相三線制有源濾波裝置。

二、背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)為了確保供用電的電能質(zhì)量，一般在電解裝置的高壓側(cè)即輸電系統(tǒng)加裝無功功率補償和諧波消除裝置，但由于電解裝置低壓側(cè)以及低壓側(cè)的線路是無功功率和諧波產(chǎn)生的根源，無功功率和諧波要通過電解裝置低壓側(cè)以及低壓側(cè)的線路與安裝在高壓側(cè)的無功補償裝置發(fā)生能量交換，交換路徑長，不能做到動態(tài)實時補償和就地補償，因此利用現(xiàn)代控制技術(shù)將電容無功補償裝置和諧波消除裝置安裝在電解裝置的低壓側(cè)，能夠達(dá)到就地補償?shù)哪康模摷夹g(shù)已是成熟技術(shù)，有數(shù)十家化工企業(yè)使用了該技術(shù)，達(dá)到了降低線路損耗、提高功率因數(shù)、增加有功輸出的目標(biāo)，但該技術(shù)由于采用了平均值的監(jiān)控方案，沒有監(jiān)測無功功率以及諧波電流的瞬時值，不能達(dá)到動態(tài)實時補償?shù)哪康模岣弋a(chǎn)量和降低能耗的效果降低。

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，輸電網(wǎng)絡(luò)將無功功率補償裝置和諧波消除裝置的研究方向有源濾波裝置(APF)轉(zhuǎn)移，即利用可控的大功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有無功和諧波電流幅值等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零并使無功功率趨于無限小，達(dá)到動態(tài)實時補償無功和諧波電流的目的。目前該技術(shù)主要應(yīng)用在輸電網(wǎng)中，美國、日本、德國分別應(yīng)用了幾套有源濾波(APF)裝置。中國在1999年擁有了第一套有源濾波(APF)裝置，目前應(yīng)用于輸電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已近基本成熟。該技術(shù)利用瞬時無功功率理論和小波變換的分析方法，實時監(jiān)測和動態(tài)控制了輸電網(wǎng)絡(luò)即電解裝置高壓側(cè)的無功功率與諧波，但該技術(shù)由于采用了連接在電解裝置高壓側(cè)的方案，沒有使無功功率以及諧波電流在最短路徑上流轉(zhuǎn)，不能達(dá)到就地補償?shù)哪康模岣弋a(chǎn)量和降低能耗的效果同樣有限。

將輸電網(wǎng)絡(luò)的有源濾波裝置和電解裝置二次無功補償裝置兩項技術(shù)相結(jié)合的電解裝置低壓側(cè)有源濾波裝置，能從源頭補償無功和治理諧波，做到了動態(tài)實時補償和就地補償，達(dá)到節(jié)能降耗和增加產(chǎn)量的目的。

三、實用新型內(nèi)容：

本實用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種用于電解裝置的三相三線制有源濾波裝置，其能降低電解裝置和電解裝置低壓側(cè)配電線路的無功功率和諧波，做到無功功率和諧波在最短路徑上流轉(zhuǎn)以及實現(xiàn)就地補償和動態(tài)實時補償，降低電解裝置和低壓側(cè)線路損耗，提高電解裝置傳遞有功功率的能力，增加有功功率，降低消耗。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種用于電解裝置的三相三線制有源濾波裝置，包括電解裝置一次側(cè)與供電電網(wǎng)連接，其特征在于：在交流電解裝置的二次側(cè)三相三線制二次繞組末端(x、y、z)三相上并聯(lián)連接一個有源濾波專用裝置。

上述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋式逆變電路，六個二極管為保護(hù)元件并聯(lián)連接在每一個全控型晶閘的兩端，電容器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通過串聯(lián)連接電抗器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電容器作為儲能元件。

上述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋式逆變電路，電感器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通過并聯(lián)連接電容器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電感器作為儲能元件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的優(yōu)點和效果如下：

1、快速吞吐無功

該裝置可以快速無級差地連續(xù)吸收或者釋放無功功率，動作時間為幾十毫秒，使得電網(wǎng)功率因數(shù)為1。傳統(tǒng)的電容器組投切裝置由于受到放電時間的限制，不能有效的補償快速變化的無功功率，而且電容器都是分組投切，因此它的補償精度受到級差的限制，補償效果不好。另外電容器只能釋放無功，不能吸納無功，因此在容性負(fù)荷場合不能達(dá)到減少電流、降低線損的目的。

2、補償電流諧波

該裝置可以補償2--31次電流諧波，使得電源潔凈，提高用戶的電能質(zhì)量。由于采用了瞬時電流檢測理論，可以有效地檢測并分離出需要補償?shù)碾娏髦C波，這樣就可以及時準(zhǔn)確地發(fā)出指令，實現(xiàn)電流諧波補償。

3、抑制電壓閃變

電網(wǎng)電壓在遇到大負(fù)荷開停或者遇到故障情況時會出現(xiàn)短暫的電壓閃變，即電網(wǎng)電壓會突然跌落，持續(xù)時間很短，只有幾十到幾百個毫秒。人眼很難觀察到這個閃變對用電帶來的影響，但是有些精密加工企業(yè)的精密設(shè)備卻不能忍受這種電壓閃變，每次電壓閃變都可能導(dǎo)致生產(chǎn)出廢品，甚至使得某些機器出現(xiàn)重新啟動的現(xiàn)象。該裝置動作時間為幾十個毫秒，因此可以有效地抑制電網(wǎng)電壓的閃變。

4、響應(yīng)時間快