[實用新型]一種積木熱搭接式有源電力濾波裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420314084.1
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN203911481U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉悅;程新德;楊建武
• 申請（專利權(quán)）人: 山東魯冶瑞寶電氣自動化有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;H02J3/26
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種濾除諧波裝置，具體地說是一種用于低壓配電系統(tǒng)的積木熱搭接式有源電力濾波裝置。

背景技術(shù)

電能是現(xiàn)代社會的主要能源，在各行各業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，電能質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)總體效益。隨著電力電子裝置及非線性、沖擊性設(shè)備的廣泛應(yīng)用，它們從電網(wǎng)取用非正弦電流，即使電源給這些負(fù)荷供給的是正弦波形的電壓，但由于它們具有其電流不隨著電壓同步變化的非線性的電壓-電流特性，使得流過電網(wǎng)的電流是非正弦波形的，這種電流波形是由基波與諧波組成，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓嚴(yán)重失真。諧波使電能的生產(chǎn)，傳輸和利用的效率降低，同時影響各種電氣設(shè)備的正常工作：諧波使電機(jī)產(chǎn)生附加損耗，引起機(jī)械振動、噪聲，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱，絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等電器設(shè)備燒毀。諧波還會引起繼電保護(hù)和自動裝置誤操作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，電力電子裝置所產(chǎn)生的諧波污染己成為阻礙電力電子技術(shù)發(fā)展的重大障礙。

現(xiàn)有的抑制諧波的方式主要采用無源濾波方式，它由電力電容器、電抗器和電阻經(jīng)適當(dāng)組合而成，利用電路的諧振原理，對某次諧波形成低阻通路，從而達(dá)到濾除諧波的目的。

上述無源濾波方式抑制諧波結(jié)構(gòu)簡單、效率高、投資少、運行維護(hù)方便，但它的濾波特性依賴于電網(wǎng)和負(fù)載參數(shù)，電感、電容參數(shù)漂移會導(dǎo)致濾波特性的改變，且只能抑制固定的幾次諧波，同時它的體積大，存在過載問題，易與電網(wǎng)發(fā)生諧振。

現(xiàn)有的有源電力濾波器通過電流互感器檢測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負(fù)載電流中的諧波成分，通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT模塊控制逆變器產(chǎn)生一個和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的，但是其容量小，只能滿足補(bǔ)償電流較小時的情況。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用于低壓配電系統(tǒng)的積木熱搭接式有源電力濾波裝置，其設(shè)置在負(fù)載的三相交流電源線路中能夠?qū)ω?fù)載的供電電源進(jìn)行有效濾除諧波，而且具有補(bǔ)償無功功率和校正三相不平衡的功能。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種積木熱搭接式有源電力濾波裝置，其通過總斷路器與負(fù)載的三相交流電網(wǎng)連接，通過接入電網(wǎng)的電流信號檢測裝置來采樣負(fù)載電流并進(jìn)行濾除諧波，其特征是：積木熱搭接式有源電力濾波裝置采用熱搭接方式與其它同樣的積木熱搭接式有源電力濾波裝置進(jìn)行多個并聯(lián)連接，且所有的積木熱搭接式有源電力濾波裝置之間通過RS485線纜相互連接。

所述積木熱搭接式有源電力濾波裝置包括控制器、IGBT功率模塊、電抗器、接觸器、電解電容器、電阻器、隔離變壓器、直流電源和子斷路器，所述控制器的信號輸入端與電流信號檢測裝置的輸出端連接，信號輸出端與IGBT功率模塊的控制端連接，所述IGBT功率模塊通過電抗器與接觸器連接，所述接觸器通過子斷路器與接入電網(wǎng)的總斷路器連接，所述電解電容器與IGBT功率模塊并聯(lián)連接，所述電阻器并聯(lián)在接觸器兩端；所述隔離變壓器的輸入側(cè)通過子斷路器接入電網(wǎng)，輸出側(cè)與直流電源的輸入端連接，所述直流電源的輸出端與控制器連接；所述IGBT功率模塊為兩個并聯(lián)連接的IGBT功率模塊，所述的兩個并聯(lián)連接的IGBT功率模塊的控制端分別與控制器連接。

優(yōu)選地，所述電流信號檢測裝置包括電流互感器。

優(yōu)選地，所述控制器包括主控單元、PWM驅(qū)動電路、觸摸屏和RS485接口電路，所述主控單元采用DSP處理器，DSP處理器的信號輸入端與電流信號檢測裝置的輸出端連接，信號輸出端分別通過PWM驅(qū)動電路與所述兩個并聯(lián)連接的IGBT功率模塊的控制端連接，所述觸摸屏和RS485接口電路分別與DSP處理器連接。

進(jìn)一步地，所述積木熱搭接式有源電力濾波裝置還包括設(shè)置在接觸器與子斷路器之間的高頻濾波器，所述高頻濾波器包括3個電抗器、3個電容器和3個電阻器，所述的3個電抗器分別串聯(lián)在三相電線路中，所述的3個電阻器的一端星形連接，另一端分別經(jīng)過所述的3個電容器連接在三相電線路中3個電抗器之后。

進(jìn)一步地，所述積木熱搭接式有源電力濾波裝置還包括設(shè)置在通風(fēng)散熱無阻力通道內(nèi)的通風(fēng)散熱裝置，所述通風(fēng)散熱裝置的電源線通過熔斷器與隔離變壓器輸出側(cè)連接。

進(jìn)一步地，所述積木熱搭接式有源電力濾波裝置還包括避雷器，所述避雷器通過子斷路器接入電網(wǎng)。