一种电流注入式无功补偿和谐波治理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其创新点在于：包括一并联在电网中并位于负载侧前侧的主回路，主回路由断路器QF1、主交流接触器KM2、电抗器L和PMW逆变电路依次串联构成；一保护电路，主要包括与主交流接触器KM2并联的预充电电路；一检测电路，包括多个接入计算机控制芯片组的电流传感器和电压传感器；以及一与主回路连接的计算机控制芯片组。本实用新型的优点在于：由检测电路检测出被补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量，送入计算机控制芯片组，由指令信号驱动PMW的逆变电路产生无功补偿和谐波治理电流。
【专利说明】一种电流注入式无功补偿和谐波治理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种谐波治理装置，特别涉及一种电流注入式无功补偿和谐波治
理装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，电网装机容量的也飞速增长，对电网无功功率的需求也与日俱增。无功功率同有功功率一样，是保证电能质量不可分割的一部分，电力系统中应保持无功功率的平衡，否则将会引起功率因数异常、电压波动、设备损坏等情况，严重时会使系统电压崩溃、解列，造成大面积停电事故。因此，解决电网的无功功率平衡，加装无功补偿装置，提高网络的功率因数对电网的降损、节点、安全可靠运行和保障电能质量有着极为重要的意义。
[0003]而电能质量的好坏，直接影响到工业产品的质量，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网的谐波分量占的比重越来越大。它不仅增加了电网的供电损耗，而且干扰电网的保护装置与自动化装置的正常运行，造成了这些装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。因此我们对非线性用电设备产生的谐波必须进行治理，使谐波分量不超过国家标准。
[0004]目前的电能质量处理设备中，谐波治理与无功补偿均分开设置，整个设备体积庞大，耗材多，造价高。也有部分采用文献提出了将两者同步进行的处理概念，但仅仅停留在思路上，经检索未发现与本实用新型技术方案相同的无功补偿和谐波治理装置。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种工作可靠、结构紧凑的电流注入式无功补偿和谐波治理装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为:一种电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其创新点在于:所述装置包括一并联在电网中并位于负载侧前侧的主回路，所述主回路由断路器QFl、主交流接触器KM2、电抗器L和PMW逆变电路依次串联构成；PMW逆变电路包括四路相互并联设置的IGBT输出回路，与四路IGBT输出回路并联的四个金属化薄膜电容，以及一个IGBT驱动电路，IGBT输出回路由两个IGBT晶体管串联后并联吸收电容组成；一保护电路，主要包括与主交流接触器KM2并联的预充电电路，所述预充电电路由接触器KMl与功率电阻R串联构成；一检测电路，包括多个接入计算机控制芯片组的电流传感器和电压传感器，由用于检测电网中电流参数的电流传感器CT1、CT2、CT3，用于检测电网中补偿后电流参数的电流传感器CT7、CT8、CT9，用于检测PMW逆变电路输出补偿电流的霍尔传感器CT4、CT5、CT6，以及用于检测电网电压参数的霍尔传感器PT1、PT2组成；一与主回路连接的计算机控制芯片组；由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、调理电路以及各检测电路输入接口、IGBT驱动电路接口、保护电路接口和电源接口组成。
[0007]优选的，所述PMW逆变电路还包括一母线电压检测电路，该母线电压检测电路为一个LV25霍尔电压传感器。
[0008]优选的，所述PMW逆变电路还包括一用于释放金属化薄膜电容电压的电阻放电回路，该电阻放电回路与金属化薄膜电容并联。
[0009]优选的，所述装置还包括用于对PMW逆变电路和电抗器散热的风扇控制电路。
[0010]本实用新型的优点在于:
[0011]由检测电路检测出被补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量，送入计算机控制芯片组，先经过调理电路对信号平缓、整波，再由FPGA芯片进行引脚分配，选择进入ARM芯片、DSP控制器进行运算处理，并给出指令信号，由指令信号驱动PMW的逆变电路产生无功补偿和谐波治理电流。保护电路用于对上述整个工作回路中的元器件的保护。母线电压检测电路，可防止金属化薄膜电容的电压过高引起的电容故障，保证电容在安全范围内工作，提高安全可靠性。风扇控制电路能够对PMW逆变电路和电抗器散热，装置散热良好，确保正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型中电流注入式无功补偿和谐波治理装置结构示意图。
[0013]图2为本实用新型中PMW逆变电路原理图。
[0014]图3为本实用新型中PMW逆变电路IGBT驱动电路的接线图。
[0015]图4为本实用新 型中风扇控制电路和急停控制电路的原理图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型中的电流注入式无功补偿和谐波治理装置包括一并联在电网I中并位于负载侧前侧的主回路2，该主回路2由断路器QFl、主交流接触器KM2、电抗器Lf L3和PMW逆变电路3依次串联构成。
[0017]如图2、3所示，PMW逆变电路3包括四路相互并联设置的IGBT输出回路，与四路IGBT输出回路并联的四个金属化薄膜电容CfC4，以及一个IGBT驱动电路7，IGBT输出回路由两个IGBT晶体管串联后并联吸收电容C5~C8组成。
[0018]作为本实用新型更具体的实施方式，PMW逆变电路还包括一母线电压检测电路4，该母线电压检测电路4为一个LV25霍尔电压传感器。
[0019]PMW逆变电路还包括一用于释放金属化薄膜电容电压的电阻放电回路5，该电阻放电回路5与金属化薄膜电容Cf C4并联。
[0020]作为本实用新型更具体的实施方式，电抗器Lf L3为0.15^0.75mH，金属化薄膜电容Cl~C4为470 uF ;吸收电容C5~C8为3 uF。
[0021]一保护电路，主要包括与主交流接触器KM2并联的预充电电路6，预充电电路6由接触器KMl与功率电阻R串联构成。
[0022]一检测电路，包括多个接入计算机控制芯片组的电流传感器和电压传感器，由用于检测电网中电流参数的电流传感器CT1、CT2、CT3，用于检测电网中补偿后电流参数的电流传感器CT7、CT8、CT9，用于检测PMW逆变电路输出补偿电流的霍尔传感器CT4、CT5、CT6，以及用于检测电网电压参数的霍尔传感器PTl、PT2组成。
[0023]一与主回路连接的计算机控制芯片组10 ;由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、调理电路以及各检测电路输入接口、IGBT驱动电路接口、保护电路接口和电源接口组成。
[0024]如图4所示，装置还包括用于对PMW逆变电路和电抗器散热的风扇控制电路8，以及急停控制电路9。
[0025]工作原理:由检测电路检测出被补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量，送入计算机控制芯片组，先经过调理电路对信号平缓、整波，再由FPGA芯片进行引脚分配，选择进入ARM芯片、DSP控制器进行运算处理，并给出指令信号，由指令信号驱动PMW的逆变电路产生无功补偿和谐波治理电流。保护电路用于对上述整个工作回路中的元器件的保护。
[0026]利用风扇控制电路8对整个装置的主要发热器件进行散热，确保元器件的正常工作，而急停控制电路9的设置能够确保设备异常后紧急停机，避免损坏或引起事故。
【权利要求】
1.一种电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其特征在于:所述装置包括 一并联在电网中并位于负载侧前侧的主回路，所述主回路由断路器QF1、主交流接触器KM2、电抗器L和PMW逆变电路依次串联构成；PMW逆变电路包括四路相互并联设置的IGBT输出回路，与四路IGBT输出回路并联的四个金属化薄膜电容，以及一个IGBT驱动电路，IGBT输出回路由两个IGBT晶体管串联后并联吸收电容组成； 一保护电路，主要包括与主交流接触器KM2并联的预充电电路，所述预充电电路由接触器KMl与功率电阻R串联构成； 一检测电路，包括多个接入计算机控制芯片组的电流传感器和电压传感器，由用于检测电网中电流参数的电流传感器CT1、CT2、CT3，用于检测电网中补偿后电流参数的电流传感器CT7、CT8、CT9，用于检测P丽逆变电路输出补偿电流的霍尔传感器CT4、CT5、CT6，以及用于检测电网电压参数的霍尔传感器PT1、PT2组成； 一与主回路连接的计算机控制芯片组；由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、调理电路以及各检测电路输入接口、IGBT驱动电路接口、保护电路接口和电源接口组成。
2.根据权利要求1所述的电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其特征在于:所述PMW逆变电路还包括一母线电压检测电路，该母线电压检测电路为一个LV25霍尔电压传感器。
3.根据权利要求1所述的电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其特征在于:所述PMW逆变电路还包括一用于释放金属化薄膜电容电压的电阻放电回路，该电阻放电回路与金属化薄膜电容并联。
4.根据权利要求1所述的电流注入式无功补偿和谐波治理装置，其特征在于:所述装置还包括用于对PMW逆变电路和电抗器散热的风扇控制电路。
【文档编号】H02J3/18GK203690933SQ201320878819
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】殷晓华, 沙晨晨, 赵余仁 申请人:如皋市图腾电力科技有限公司