[發明專利]一種低壓實時動態有源諧波無功補償柜

無效

• 申請號: 201210075188.7
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN103326361A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 舒觀瀾
• 申請（專利權）人: 上海利思電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及一種無功補償裝置，尤其是涉及一種低壓實時動態有源諧波無功補償柜。

背景技術

隨著現代工業的發展和人民生活水平的提高，對電能質量的要求也越來越高。因此不斷提高供電質量成為電力部門的當務之急。無功平衡和諧波含量是衡量電力系統經濟運行的兩個重要指標。

現代工業系統中，諸如煉鋼電弧爐、電氣化鐵道、可逆式大型軋鋼機等均屬于動態變化的非線性負荷。這類負荷的特點是有功與無功功率隨時間作快速變化，導致供電電壓的波動和閃變、供電電壓的波形畸變、功率因數惡化以及不平衡負荷引起三相供電電壓的動態不平衡，從而使電網電能質量變壞。

傳統方法是采用靜止無功功率補償器和濾波器來實現穩定系統電壓和濾除諧波的功能，如TCR-FC。這種裝置有其固有的缺陷：響應速度慢、成本高、補償容量受電壓影響較大等。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種低壓實時動態有源諧波無功補償柜。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種低壓實時動態有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯在電網線路上，包括依次連接的輸入變壓器、檢測控制電路、逆變電路、輸出電抗器，所述的輸入變壓器和輸出電抗器均連接電網線路，輸入變壓器將電網線路上的電壓進行降壓后輸入檢測控制電路，檢測控制電路檢測負載電流信息，并根據該負載電流信息計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應的PWM信號給逆變電路，逆變電路根據PWM信號經由輸出電抗器輸出補償電流至電網線路。

所述的檢測控制電路包括電流互感器、模數轉換器以及控制芯片，所述的電流互感器、模數轉換器和控制芯片依次連接，電流互感器采集負載電流信息，將包含負載電流信息的模擬信號輸出至模數轉換器，通過模數轉換器轉換為數字信號后，發送至控制芯片計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應的PWM信號。

所述的控制芯片包括DSP芯片和ARM芯片，所述的DSP芯片用于根據負載電流信息計算負載電流的諧波成分，并產生對應的PWM信號，所述的ARM芯片設有RS232、RS485和RJ45接口，用于連接外圍設備。

所述的逆變電路包括三相全橋逆變電路和直流電容，所述的直流電容并聯在三相全橋逆變電路輸入端。

所述的三相全橋逆變電路為自換相橋式電路。

所述的三相全橋逆變電路的半導體器件為IGBT。

所述的補償柜還包括顯示模塊，該顯示模塊連接檢測控制電路。

與現有技術相比，本發明通過對補償柜所產生交流電壓基波的相位和幅值的控制，來間接控制交流側電流，通過基于瞬時無功功率理論的無功電流檢測控制電路以及逆變電路快速、連續地實現感性和容性無功功率的雙向調節，通過分相補償運行方式，可以實現三相負荷不對稱以及無功和諧波綜合補償。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例

如圖1所示，一種低壓實時動態有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯在電網線路6上，包括依次連接的輸入變壓器1、檢測控制電路2、逆變電路3、輸出電抗器4。輸入變壓器1和輸出電抗器4均連接電網線路6，輸入變壓器1將電網線路6上的電壓進行降壓后輸入檢測控制電路2，檢測控制電路2檢測負載電流信息，并根據該負載電流信息計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應的PWM信號給逆變電路3，逆變電路3根據PWM信號經由輸出電抗器4輸出補償電流至電網線路6。

其中，檢測控制電路2包括電流互感器、模數轉換器以及控制芯片，電流互感器、模數轉換器和控制芯片依次連接，電流互感器采集負載電流信息，將包含負載電流信息的模擬信號輸出至模數轉換器，通過模數轉換器轉換為數字信號后，發送至控制芯片計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應的PWM信號。

控制芯片包括DSP芯片和ARM芯片，DSP芯片用于根據負載電流信息計算負載電流的諧波成分，主要功能為：1)產生一定規律的觸發脈沖，經門級驅動電路放大，控制IGBT的導通和關斷，使補償柜產生對應的PWM信號；2)根據電網取回的同步電壓信號，產生同步脈沖信號，使產生的PWM波與電網電壓保持同步，使正確并網運行；3)控制補償柜PWM波與電網電壓的相角δ，準確控制無功功率輸出，ARM芯片設有RS232、RS485和RJ45接口，用于連接顯示模塊5等外圍設備。

逆變電路包括由六個IGBT構成的三相全橋逆變電路和直流電容，所述的直流電容并聯在三相全橋逆變電路輸入端。