[實用新型]有源電力濾波裝置

無效

• 申請號: 201120051255.2
• 申請日: 2011-03-01
• 公開（公告）號: CN201956686U
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 陳錫忠
• 申請（專利權）人: 寧波中睿電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本實用新型涉及電力設備制造領域，更具體的說，本實用新型是關于改善電網質量的有源電力濾波裝置。

背景技術

隨著電力市場的開放和科學技術的發展，電力用戶（尤其是半導體企業）對優質、可靠供電提出了越來越高的要求。電能質量問題，引起越來越多的重視。

電能質量問題主要可歸納為：電壓波動（閃變）、諧波、電壓不對稱、過電壓、欠電壓、電壓跌落和供電中斷等幾項。其中諧波是主要的電能質量問題。諧波有一類是電網供電電壓含有電壓諧波，另一類是非線性負載產生的電流諧波。

對諧波的治理，目前有兩種思路：一種思路是設置諧波補償裝置，如各種無源、有源濾波裝置，設法抑制由各種非線性負載所產生的諧波；另一種思路是在電力電子裝置完成自身主要功能任務的同時，對電力電子裝置本身進行改造，使其不產生諧波，例如各種脈寬調制(Pulse?Width?Modulation，簡稱PWM)整流技術。這兩種方法有各自的優點和適用范圍，近年來都得到了較快的發展。

有源電力濾波器（Active?Power?Filter，簡稱APF）是一種用于動態抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對幅度和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，并可以克服無源濾波器的許多缺點，是一種很有前途的諧波抑制方法。

中國專利局于2011年01月26日公告了一份CN201726135U號文獻，名稱為一種有源濾波裝置，該裝置包括測量電路、控制電路和逆變電路,測量電路與控制電路連接,控制電路與逆變電路連接,逆變電路上分別并聯有高通濾波器和防涌流電阻；逆變電路包括橋式電路、直流電容和電抗器,橋式電路與直流電容并聯,然后通過電抗器,再分別依次經過涌流接觸器、主接觸器、空氣開關接入電網。該裝置的缺點是濾波及補償由一套電路完成，當某一電路發生故障，將使整個有源濾波裝置失去功能，進而影響到負載的正常運行。

發明內容

本實用新型為解決現有技術中存在的上述缺點，提供了一種具有自動切換故障電路，保證負載正常運行的有源電力濾波裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本實用新型包括至少兩臺并聯運行的模塊化有源電力濾波器、與有源電力濾波器相連的后臺監控管理設備。模塊化設計的優點是靈活并節約空間，將至少兩臺有源電力濾波器并聯運行，可以實現系統冗余功能，顯著提高系統的可靠性；后臺監控管理設備起到監控和管理功能；比如安裝一臺300A有源電力濾波器系統，采用單臺設備300A有源電力濾波器，當有源電力濾波器發生故障時，整個濾波系統功能癱瘓；而如果采用6個50A模塊化有源電力濾波器并機，一個模塊化有源電力濾波器發生故障，后臺監控管理設備控制該有源電力濾波器退出運行，其余五個模塊化有源電力濾波器還能正常運行，還可濾除250A諧波電流，從而保證了整個系統的穩定運行。

作為優選，有源電力濾波器包括智能功率模塊及RS?485/232通訊接口。智能功率模塊(Intelligent?Power?Module，簡稱IPM)模塊；IPM是采用微電子技術和先進的制造工藝，把智能功率集成電路與微電子器件及外圍功率器件組裝成一體，能實現智能功率控制的商品化部件；RS?485/232通訊接口用于實現與后臺監控管理設備的通訊。

作為優選，有源電力濾波器包括智能功率模塊及GPRS通訊接口。智能功率模塊與GPRS通訊接口結合可以實現與后臺監控管理設備的無線通訊，從而增加有源電力濾波器安裝的靈活性，并可以為移動負載進行濾波及功率因數補償。

作為優選，智能功率模塊包括欠壓保護電路、驅動IGBT的電路、過流保護電路、短路保護電路、溫度傳感器及過熱保護電路、門電路和IGBT器件。欠壓保護電路、過流保護電路、短路保護電路及過熱保護電路為智能功率模塊提供了完善的保護，提高了可靠性。

作為優選，后臺監控管理設備包括微處理器、GPRS通訊接口及RS?485/232通訊接口，微處理器通過Modbus協議與有源電力濾波器連接。微處理器通過RS?485/232通訊接口與智能功率模塊實現有線通訊，通過GPRS通訊接口與智能功率模塊實現無線通訊。

本實用新型的有益效果是：通過多臺模塊化有源電力濾波器并聯運行及后臺監控管理設備，實現網絡化冗余控制，提高了濾波及功率因數補償的可靠性，使電網的高次諧波及功率因數得以明顯改善，并可用于移動負載提供濾波及補償。

附圖說明

圖1是本實用新型有源電力濾波裝置的一種系統框圖；

圖2是智能功率模塊的一種結構框圖。