[發明專利]具有無源濾波功能的無功補償裝置

有效

• 申請號: 201410535115.0
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104300551A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 曹可
• 申請（專利權）人: 上海致維自動化控制有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強;王聰

技術領域

本發明涉及一種具有無源濾波功能的無功補償裝置。

背景技術

由于電力電子技術的飛速發展，節能燈、電腦、變頻調速裝置、整流設備和UPS(不間斷電源)等電器特性非線性的電力用戶日趨廣泛，給電網帶來越來越嚴重的諧波干擾，從而影響電能質量下降。感性負載大量增加使用戶的功率因數也日趨下降，因而用戶端諧波濾波器及無功補償裝置被愈來愈廣泛的使用。

如只進行無功補償，由于許多電力用戶存在較大的諧波干擾，無功補償裝置就無法正常工作：電流超標、產生振動和噪音。因而在一些電力現場配置無功補償裝置與濾波器，以解決諧波干擾。

但是，現在通用的無功補償裝置所配置的電抗器為5％、6％、7％或者12％、14％的，即是固定的，在使用現場是不能改的。而且，現有的無功補償裝置不具有濾波功能，濾波器與無功補償裝置需要分別安裝，安裝以及設備的成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中無功補償裝置所提供的無功補償量固定，無法適應現場電網情況，且無功補償無法提供濾波功能的缺陷，提供一種能夠適應電網，自動調節電感參數且具有無源濾波功能的無功補償裝置。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：一種具有無源濾波功能的無功補償裝置，用于電網母線，其特點在于，所述無功補償裝置包括一信號采集裝置、一控制器、一無功補償單元以及一無源濾波單元，

所述信號采集裝置用于采集所述電網母線的信號并將所述信號發送至所述控制器；

所述無功補償單元包括一第一電感單元、一第一移動單元以及一第一電容裝置，所述第一電感單元包括一第一線圈以及一用于在所述第一線圈內沿第一線圈的軸線運動的第一鐵芯；

所述無源濾波單元包括一第二電感單元、一第二移動單元以及一第二電容裝置，所述第二電感單元包括一第二線圈以及一用于在所述第二線圈內沿第二線圈的軸線運動的第二鐵芯；

所述控制器用于根據所述信號生成無功補償控制量和無源濾波控制量，并根據所述無功補償控制量控制所述第一移動單元調節所述第一鐵芯在所述第一線圈內的長度、根據所述無源濾波控制量控制所述第二移動單元調節所述第二鐵芯在所述第二線圈內的長度。

通過對電網母線的數據采集，可以是采集電壓信號以及流經無功補償單元電流信號，實現無功補償單元提供的無功補償量以及無源濾波單元實時調節。無功補償單元以及無源濾波單元的電感參數、能夠提供的無功補償量不再是固定不變的，能夠有效地適應現場的安裝環境。

通過對電網母線的信號采集，利用現有的計算方法和計算芯片就能夠分析采集到的信號并由此確定功率因數和諧波信息，進而得出，無功補償單元需要提供多少的補償量才能滿足需求，無源濾波的電感參數需要調節到多少才能夠滿足諧振頻率的要求。

本申請的無功補償裝置不僅能夠實現無功補償，而且具有無源濾波功能，可同時進行無功補償和諧波治理。減少了現場安裝空間和調試時間。無功補償和諧波治理可以各事其責，互不干擾各自獨立。各有自身的保護電路。

較佳地，所述第二電容裝置與所述第二電感單元串聯，所述無源濾波單元并聯于所述無功補償單元，無源濾波單元的輸出端通過一熔斷器與所述電網母線連接。

較佳地，所述第一電容裝置提供的電容量比所述第二電容裝置提供的電容量大至少一個數量級。

數量級指一系列10的冪，即相鄰兩個數量級之間的比為10。通過上述電容量的設置使得無源濾波單元對無功補償單元不產生影響。

較佳地，所述第一電容裝置包括若干相互并聯的電容單元，每一電容單元均對應一編號，所述控制器根據所述無功補償控制量篩選所述編號并導通篩選出的編號所對應的電容單元。

所述并聯是指電容單元構成回路時，電容單元相互并聯。每一電容單元可以串聯一開關，所述控制器通過控制開關來控制所述電容器的導通。通過導通選擇后的編號所對應的電容單元，也確認了需要導通的電容單元的數量。

較佳地，所述第一電感單元的電感量的數值的變化范圍等于0.03C₁～0.2C₁，其中C₁為所述第一電容裝置的電容量的數值，所述第二電感單元的電感量的數值的變化范圍等于0.02C₂～0.2C₂，其中C₂為所述第二電容裝置的電容量的數值。

通過對上述電感量及電容量的設置，可濾除、避開大部分情況下的諧波干擾。