[實用新型]一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器

有效

• 申請號: 201720637970.1
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN207021688U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 袁敞;袁洋波;李曠
• 申請（專利權）人: 北京英瑞來科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01;G01R31/12
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及電能質量檢測管理技術領域，特別涉及一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器。

背景技術

而隨著電力系統的發展，對電網穩定性要求越來越高，大量電能質量控制裝置廣泛安裝在電網之中。這些電能質量控制裝置的裝設對電弧檢測也產生極大影響，如有源電力濾波器(APF)的應用雖然對諧波和不平衡電流有明顯改善作用，但是當故障電弧出現時，電流中的高頻諧波分量有可能被APF濾除導致原有故障電弧檢測設備無法正常檢測到故障電弧。

電弧是一種氣體放電現象，是電流通過某些絕緣介質所產生的瞬間火花。隨著我國經濟水平的提高，生活用電量增加迅速，配電系統也越來越復雜。由于配電線路空間有限，配電箱中許多導線捆綁一起，當用電處于過負荷狀態時會使得電纜絕緣受到損害，進而產生故障電弧引發電氣火災。另外，當線路與線路之間接觸不良或環境因數的影響，出現用電通斷情況時，連接點處會產生故障電弧進而引發火災。由于故障電弧的電壓有效值與非故障時電壓有效值接近，當發生故障電弧時，保護裝置將很難發現。

然而，由于有源電力濾波器的安裝，電流中的高頻諧波分量有可能被濾除導致原有故障電弧檢測設備無法正常檢測到故障電弧，影響故障電弧檢測設備的正常工作。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本實用新型提供一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器，將故障電弧的電流檢測與有源電力濾波的電流檢測部分進行共享，采用同一檢測信號，使用共同的主控制單元同時進行故障電弧分析和補償指令電流計算，使裝置能夠在故障電弧特征電流被濾掉前被采樣出來，保證故障電弧的準確檢測。

為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現：

一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器，包括電壓傳感器、電流傳感器、采樣電路、信號處理電路、主控MCU、電弧故障報警電路、開關量隔離輸出電路、IGBT驅動電路和APF主電路。

所述的主控MCU通過信號處理電路和采樣電路連接電壓傳感器和電流傳感器，主控MCU還連接電弧故障報警電路和IGBT驅動電路，同時還通過IGBT驅動電路連接APF主電路，主控MCU通過IGBT驅動電路輸出IGBT的觸發脈沖，通過APF主電路實時補償負載諧波和不平衡電流。

所述的主控MCU將同一電壓和電流采樣信號分別經過故障電弧分析和指令電流計算后，分別進行故障電弧報警輸出和IGBT觸發指令輸出；使裝置能夠在故障電弧特征電流被濾掉前被采樣出來，保證故障電弧的準確檢測。

所述的主控MCU在輸出故障電弧報警的同時還通過開關量隔離輸出電路控制電源斷路器的斷開，故障時切斷電源。

所述的APF主回路為電力電子變流器，包括多組IGBT單元，組成兩電平或三電平三相電壓源型換流器拓撲，還可以組成分相H橋結構拓撲。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器，將故障電弧的電流檢測與有源電力濾波的電流檢測部分進行共享，采用同一檢測信號，使裝置能夠在故障電弧特征電流被濾掉前被采樣出來，保證故障電弧的準確檢測。

2、本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器，利用同一主控MCU對同一電流數據進行處理，分別計算故障電弧特征值和補償指令電流值，分別對故障電弧報警電路和濾波的IGBT驅動電路進行控制，完美的實現了用單個設備實現兩種功能的同時兼顧使用，有效解決由于有源電力濾波器的使用而造成故障電弧被漏判、誤判的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的結構示意圖；

圖2為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的主控MCU控制結構示意圖；

圖3為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的實施例的兩電平APF主回路結構圖；

圖4為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的實施例的三電平APF主回路結構圖；

圖5為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的實施例的分相H橋結構APF主回路結構圖；

圖6為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器的實施例的補償指令電流計算方法；

圖7為本實用新型的一種具有故障電弧檢測功能的有源電力濾波器中的故障電弧檢測方法流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型提供的具體實施方式進行詳細說明。