[實用新型]一種智能動態濾波功率因數控制器

有效

• 申請號: 201621015416.1
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN206148945U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 袁東義;程海相;王光偉
• 申請（專利權）人: 湖北華辰凱龍電力有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 盛亞仙

技術領域

本實用新型屬于電氣設備技術領域，具體涉及一種智能動態濾波功率因數控制器。

背景技術

在電氣設備中，負載設備從電網中吸收電功率(有功)作為電源，或將其轉換為另一種形式的能量，或將其轉換為機械輸出。為此，感性負載通常必須從電網取得非實際所需的無功能量。該能量即使不能立即被轉換為其它形式的能量，也將增大在電網中流動的總功率。若要降低該類負效應帶來的危害，則需在電氣設備中進行功率因數校正。通常使用電容器組進行功率因數校正，在現場提供無功能量以滿足傳輸有功功率的需求。

隨著社會的進步，照明系統、空調系統、電梯、計算機、UPS系統、整流器、逆變器、變頻器、變頻電機等非線性負載的大量應用，基波電流發生畸變產生諧波。而諧波污染嚴重時，不僅會造成經濟損失，還會帶來很多問題，如設備故障率高、設備使用壽命下降、生產率低、系統安全性下降及一些很難查找出原因的問題。若要降低該類負效應帶來的危害，則需在電氣設備中進行濾波。通過使用有源動態濾波器，生成與電網諧波電流幅值相等，極性相反的電流，對諧波進行補償或抵消，達到主動消除電力諧波的目的。

電網中的非線性負載(包括電動機、變壓器等)大部分屬于感性電抗，在運行過程中需要同時向這些設備提供相應的無功功率和諧波濾波。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有電網運行時中需進行功率因數校正、消除諧波等問題，提供一種智能動態濾波功率因數控制器，該功率因數控制器可同步顯示并調節電網中的功率因數和諧波，其技術方案如下：

一種智能動態濾波功率因數控制器，包括功率因數調節部分、信號檢測及控制部分以及有源動態濾波補償部分，其特征在于：

所述功率因數調節部分包括用于接收主控制模塊發出的指令并反饋電容故障信息的電容投切模塊，與電容投切模塊相連的故障反饋模塊，與故障反饋模塊相連的動態開關模塊，與動態開關模塊和電源母線相連的電容保護模塊，與電容保護模塊、動態開關模塊以及故障反饋模塊相連的電容器組；

所述信號檢測及控制部分包括與電源母線相連用于監測電力系統主線電流電壓信號的信號監測模塊、與信號監測模塊相連的信號處理模塊、與信號處理模塊相連的主控制模塊；

所述有源動態濾波部分包括與主控制模塊相連的諧波處理模塊，與諧波處理模塊相連用于脈寬調制的脈寬調制模塊，與脈寬調制模塊相連用于生成補償電流的電流補償發生器，與電流補償發生器以及諧波處理模塊相連的監測反饋模塊，與監測反饋模塊相連的預充電模塊，與預充電模塊及電源母線相連的保護模塊。

上述方案中，所述信號監測模塊包含用于采集電壓信號的電壓互感器和用于采集電流信號的電流互感器；所述信號處理模塊包括用于將采集的模擬電流信號轉換成數字信號的模數轉換器；所述主控制模塊包含處理單元、時鐘單元和記錄單元，其中處理單元用于處理數字信號并發出輸出指令，時鐘單元用于計時，記錄單元用于記錄基于時鐘單元的報警信息及電容器組的投切和投入運行總時間。

上述方案中，所述脈寬調制模塊包括基波參考單元、諧波基波對比單元，其中基波參考單元為標準基波波形，用于與諧波對比，諧波基波對比單元用于將諧波基波與基波參考單元對比得到開關信號；所述電流補償發生器包括IGBT、電容器，其中IGBT用于接收脈寬調制模塊發出的開關信號并控制對應的電容器生成幅值相等、極性相反的補償電流，電容器用于提供生成補償電流的電能；所述監測反饋模塊包括電流采集單元、模數轉換器，其中電流采集單元包括用于采集電流信號的電流互感器，模數轉換器用于將采集的模擬電流信號轉換成數字信號并傳遞給高速處理模塊；所述預充電模塊包括預充電電阻、電壓監測模塊、接觸器、電抗器，其中預充電電阻用于對電流補償發生器的電容器進行限流充電，電壓監測模塊用于監測充電后端的電壓，接觸器在充電電壓達到預定值后閉合，電抗器用于限制電流突變；所述保護模塊包括用于限制電流過大的熔斷器。

上述方案中，所述電容投切模塊包含電容投切控制繼電器，用于接受主控制模塊發出的輸出指令并控制電容器組的投切動作及接受故障反饋模塊發來的故障報警信號并傳送給主控制模塊；所述故障反饋模塊包含故障監測器和故障報警繼電器，其中故障監測器用于監測電容器組的投切狀態并反饋故障和報警信號，故障報警繼電器根據故障報警命令進行開啟或關閉命令；所述動態開關模塊包含電容器組投切控制繼電器，用于接收投切指令并進行開啟關閉動作。