专利名称：一种并联混合型有源电力滤波器保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属电力滤波器领域，具体是一种并联混合型有源电力滤波器保护系统。
背景技术：
随着现代工业的发展，由于电力电子装置的大量应用，工业电网中非线性负载越来越多，电网的谐波污染问题日趋严重。谐波不仅影响电气设备的正常工作，还给电网的安全经济运行带来隐患。在治理谐波的措施中，主要的解决方法是装设电力滤波器，包括无源电力滤波器和有源电力滤波器两种。无源电力滤波器只能滤除特定次频率谐波且受滤波器参数影响较大，而且可能与系统阻抗发生串联或并联谐振，从而使装置无法正常运行。有源电力滤波器既可补偿非线性负荷产生的高次谐波，又能自动适应电网阻抗和频率的快速变化，并且具有高可控性和快速响应性，但因成本原因和自关断器件的容量有限，很难应用到高压系统中。目前在高压系统中广泛应用的是混合型有源电力滤波器。混合型有源电力滤波器由于兼顾了无源电力滤波器无源电力滤波器和有源电力滤波器的优点，是实用化程度较高的新型谐波治理装置，也是有源滤波技术研究的热点。随着企业对用电质量要求的提高，越来越多的混合型有源电力滤波器投入到配电网中。在具有很好谐波治理效果的同时，如何保障混合型有源电力滤波器的稳定可靠运行和当混合型有源电力滤波器发生故障时保障操作人员的人身安全，已引起人们越来越多的关注。
实用新型内容针对混合型有源电力滤波器的保护问题，本实用新型提供了一种并联混合型有源电力滤波器保护系统，它能对并联混合型有源电力滤波器的无源电力滤波器部分和有源电力滤波器部分起到很好的保护作用，保障了并联混合型有源电力滤波器的稳定可靠运行和当装置发生故障时保障操作人员的人身安全，具有很好的实用价值。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。一种并联混合型有源电力滤波器保护系统，该系统主要由无源电力滤波器和有滤波器两部分组成；无源电力滤波器由η个无源电力滤波器组构成，每一个无源电力滤波器组设有干式放电线圈、避雷器、电感；有源电力滤波器由DSP控制器、逆变器和电感构成。1.整个系统设有电源Us、系统阻抗&、非线性负载、高压开关柜Κ、η个无源电力滤波器组、η个隔离开关、电感L1、耦合变压器、附加电感La、接触器、电感Ltl、逆变器和DSP控制器。其中每一个无源电力滤波器组设有电感、干式放电线圈和避雷器，干式放电线圈由电容和放电线圈并联组成。2.各部件的连接关系[0011]1)每一个无源电力滤波器组的干式放电线圈和避雷器并联后与电感连接。2)电源Us的A、B、C三相分别与系统阻抗h串接，η个隔离开关并联后再与高压开关柜连接，隔离开关K1 隔离开关Kn依次与η个无源电力滤波器组的电感L1 电感Ln 连接。3)耦合变压器的原边与第一个无源电力滤波器组的干式放电线圈串连，耦合变压器的副边与附加电感La并联后通过接触器与电感Ltl连接。4)电感Ltl与逆变器串联；DSP控制器与逆变器控制管角连接。最后电源化的Α、B、C三相与非线性负载串联。本实用新型的有益效果是本实用新型能对并联混合型有源电力滤波器的无源电力滤波器部分和有源电力滤波器部分起到很好的保护作用，保障了并联混合型有源电力滤波器的稳定可靠运行和当装置发生故障时保障操作人员的人身安全，具有很好的实用价值。
图1为本实用新型电路结构示意图。图中电源Us 1，系统阻抗23 2，非线性负载3，高压开关柜K 4，第一个隔离开关 K1 5，第η个隔离开关Kn 6，第一个无源电力滤波器组7、第一个干式放电线圈8-1、第一个避雷器9-1、第一个电感L1Ie,第η个无源电力滤波器组10、第η个干式放电线圈8_2、第η 个避雷器9-2、第η个电感L217，耦合变压器11，附加电感La 12，接触器13，电感LtlH,逆变器15，电感L217，DSP控制器18。
具体实施方式
本实用新型的工作原理是隔离开关和高压开关柜之间设有互锁回路，无源电力滤波器无源电力滤波器组投切时，装置均不带电，从而保证了人操作装置时的安全性。避雷器并联于电容器的两端用来抑制无源电力滤波器无源电力滤波器组上电瞬间电容器上的过电压。电容器的两端还接有干式放电线圈，使无源电力滤波器无源电力滤波器组从电力系统中切除后电容器上的剩余电荷迅速释放。此外，利用干式放电线圈的二次绕组，采用进行无源电力滤波器组的差动保护。当电容器发生故障时，干式放电线圈的二次绕组末端电压超过差动保护整定值，继电器发出动作信号，无源电力滤波器无源电力滤波器组跳闸，从而保证了装置的安全。有源电力滤波器的保护包括硬件保护和软件保护。硬件上利用电压、 电流传感器检测附加电感上的电压、直流侧电容上的电压和逆变器的输出电流。当各个电压、电流值大于相应的保护设定值时，接触器动作，有源电力滤波器跳闸，保障装置安全；软件上当各个电压、电流大于相应的保护设定值时，DSP控制器发出脉冲封锁信号，使IGBT关断，保证了逆变器模块的安全。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图1所示，1.整个系统设有电源Us 1，系统阻抗& 2，非线性负载3，高压开关柜K4，n个隔离开关，第一个隔离开关&5、第η个隔离开关Κη6，η个无源电力滤波器组，第一个无源电力滤波器组7、第η个无源电力滤波器组10，η个电感，第一个电感L1Ie,第η个电感Ln17，耦合变压器11，附加电感La 12，接触器13，电感LtlH,逆变器15和DSP控制器18。其中每一个无源电力滤波器组设有电感、干式放电线圈和避雷器，干式放电线圈由电容和放电线圈并联组成。2.各部件的连接关系1)每一个无源电力滤波器组，如第一个无源电力滤波器组7的干式放电线圈8-1 和避雷器9-1并联后与电感L1Ie连接。2)电源化1的A、B、C三相分别与系统阻抗h 2串接，η个隔离开关，第一个隔离开关 第η个隔离开关Κη6并联后再与高压开关柜K 4连接，第一个隔离开关K1 第η 个隔离开关Kn依次与η个无源电力滤波器组的第一个电感L1Ie 第η个电感Ln17连接。3)耦合变压器11的原边与第一个无源电力滤波器组7的干式放电线圈8-1串连， 耦合变压器11的副边与附加电感La 12并联后通过接触器13与电感LtlH连接。4)电感Lq14与逆变器15串联；DSP控制器18与逆变器15的控制管角连接。最后电源化1的A、B、C三相与非线性负载3串联。隔离开关和高压开关柜之间设有互锁回路。只有当各组无源电力滤波器无源电力
滤波器隔离开关Ki、K2.....Kn闭合时，高压开关柜开关K才可以闭合；只有高压开关柜开
关K断开时，各组无源电力滤波器无源电力滤波器隔离开关Ki、K2.....Kn才可以断开。无
源电力滤波器无源电力滤波器组投切时，装置均不带电，从而保证了人操作装置操作时的安全性。为了抑制无源电力滤波器无源电力滤波器组上电瞬间电容器上的过电压，在电容器的两端并联了避雷器。此外，为了使无源电力滤波器无源电力滤波器组从电力系统切除后电容器上的剩余电荷迅速释放，从而有效的防止无源电力滤波器无源电力滤波器组再次合闸时，由于电容器仍带有电荷而产生危及设备安全的合闸过电压和过电流并确保检修人员的安全，在电容器的两端接有干式放电线圈。限于单个电容器的耐压水平和工艺制造水平，常常需要将几个电容器进行串联和并联。当串联或并联的几个电容器中某一个或几个发生故障时，必须将该组无源电力滤波器无源电力滤波器及时从电网中切除，避免对电网和人员造成伤害。为此，利用干式放电线圈二次侧线圈，对无源电力滤波器无源电力滤波器组的电容器进行差动保护。，有源电力滤波器的保护包括硬件保护和软件保护。硬件上利用电压、电流传感器检测附加电感上的电压、直流侧电容的电压和逆变器的输出电流。当各个电压、电流值大于相应的保护设定值时，接触器动作，有源电力滤波器跳闸，保障装置安全；软件上当各个电压、电流大于相应的保护设定值时，DSP控制器发出脉冲封锁信号，使IGBT关断，保证了逆变器模块的安全。
权利要求1. 一种并联混合型有源电力滤波器保护系统，其特征在于，该系统主要由无源电力滤波器和有源电力滤波器两部分组成；无源电力滤波器由η个无源电力滤波器组构成，每一个无源电力滤波器组设有干式放电线圈、避雷器、电感；有源电力滤波器由DSP控制器、逆变器和电感构成；1)整个系统设有电源Us、系统阻抗Zs、非线性负载、高压开关柜Κ、η个无源电力滤波器组、η个隔离开关、η个电感、耦合变压器、附加电感La、接触器、电感Ltl、逆变器和DSP控制器，其中每一个无源电力滤波器组设有电感、干式放电线圈和避雷器，干式放电线圈由电容和放电线圈并联组成；2)各部件的连接关系每一个无源电力滤波器组的干式放电线圈和避雷器并联后与电感连接； 电源Us的Α、B、C三相分别与系统阻抗h串接，η个隔离开关并联后再与高压开关柜连接，隔离开关K1 隔离开关Kn依次与η个无源电力滤波器组的电感L1 电感Ln连接； 耦合变压器的原边与第一个无源电力滤波器组的干式放电线圈串连，耦合变压器的副边与附加电感La并联后通过接触器与电感Ltl连接；电感Ltl与逆变器连接；DSP控制器与逆变器控制管角连接； 最后电源化的Α、B、C三相与非线性负载串联。
专利摘要本实用新型公开了一种并联混合型有源电力滤波器保护系统。该系统主要由无源电力滤波器和有滤波器两部分组成；无源电力滤波器由n个无源电力滤波器组构成，每一个无源电力滤波器组设有干式放电线圈、避雷器、电感；有源电力滤波器由DSP控制器、逆变器和电感构成。本实用新型的有益效果是本实用新型能对并联混合型有源电力滤波器的无源电力滤波器部分和有源电力滤波器部分起到很好的保护作用，保障了并联混合型有源电力滤波器的稳定可靠运行和当装置发生故障时保障操作人员的人身安全，具有很好的实用价值。
文档编号H02H7/122GK202134891SQ20112027963
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者侯桂兵, 刘路, 刘鹏, 周一勇, 周柯, 孙娟, 宁文辉, 楚红波, 王凯, 王刚, 王逸超, 罗安, 覃奇, 谢宁, 邓才波, 高立克 申请人:广西电网公司电力科学研究院, 广西电网公司百色供电局, 湖南大学