一种供用电系统谐波隔离方法及其装置的制造方法_3

文档序号:8284629阅读:来源:国知局
连接谐波隔离执行单元40的输入;谐波隔离执行单元40的输出连接可变电抗器和电容器串并联单元10的输入;谐波隔离保护单元50的输出连接可变电抗器和电容器串并联单元10的输入和谐波隔离执行单元40输入。
[0061]二、主要功能块。
[0062]1.可变电抗器和电容器串并联单元10:由可变电抗器和电容器串联单元和可变电抗器和电容器并联单元组成,用于将谐波源与电网隔离起来,谐波在谐波源侧流动,不进入电网。
[0063]2.谐波隔离检测单元20:由两组三相电压互感器和两组三相电流互感器组成,用于采集可变电抗器和电容器串并联单元10电网侧和谐波源侧的三相电压和三相电流。
[0064]3.谐波隔离控制单元30:由高性能微处理器或工控机、8路同步隔离16位A/D模数转换高速数据采集板、16路光电隔离开关量输出板和谐波检测、分析、智能控制软件组成,通过实时控制谐波隔离执行单元40,动态控制可变电抗器和电容器串并联单元10的结构和参数,实现供用电系统谐波指标达标和电能利用效率提高的目标。
[0065]4.谐波隔离执行单元40:由电力电子开关组成,其额定电压、电流和功率与接入的电网和负荷相匹配,满足长期稳定运行的要求。电力电子开关通过谐波隔离控制单元30控制相应的触发电路实现其导通和关断。
[0066]5.谐波隔离保护单元50:由di/dt、du/dt、过电压、过电流、缺相、短路、过热、故障退出和自动旁路等保护组成,实现电力电子开关、电抗器和电容器的保护。
[0067]三、实例。
[0068]如图2所示,一个供电系统通用谐波隔离装置的单相接线原理图。图2中Vs为电网等效电压源电压,Zs为电网等效阻抗,&为非线性负荷(谐波源)。
[0069]1、可变电抗器和电容器串并联单元10。
[0070]由等效可变电抗器和电容器串联组件和等效可变电抗器和电容器并联组件组成。
[0071]等效可变电抗器和电容器串联组件由η个电抗器和电容器串联支路并联而成。等效可变电抗器和电容器串联组件一端接电网等效阻抗Zs,另一端接谐波源
[0072]第η个电抗器和电容器串联支路的电抗器的电抗参数和电容器的容抗参数均为
2的 η-1 次方,即:jXL1,-jXcl;j2XL1,-j2Xcl;j4XL1,-j4Xcl;...; j2 n^1Xu,η = 1、2、
3.....N,通过晶闸管开关Κη,Κ12,..., K1H进行并联组合,形成与负荷电流谐波相对应的谐波阻尼等效可变电抗器和电容器串联组件,实现谐波阻尼功能,防止谐波进入电网。
[0073]等效可变电抗器和电容器并联组件由队个电抗器和Nc个电容器并联支路并联而成。等效可变电抗器和电容器并联组件一端接谐波源A,另一端接电网等效电压源与三相谐波源的中性线。
[0074]第η个并联电容器支路的容性无功功率容量为2的η-1次方,即:-jQa、_j2Qa、-j4QC1、_j8Qcl、...、_j2n 1Qci, η = 1、2、3、...、NC。
[0075]第n个并联电抗器支路的感性无功功率容量为2的η-1次方,即:jQu、j2Qu、j4QL1、j8QL1、...、j2n-1QL1,n = 1、2、3、...、NL。
[0076]并联电容器支路i的容性无功功率容量为并联电抗器支路i的感性无功功率容量的 2 倍,即:QC1= 2Q L1, i = 1、2、3、...、η。
[0077]并联电容器支路数Nc大于并联电抗器支路N l,即:Nc>Nl。
[0078]等效可变电抗器和电容器并联组件通过晶闸管开关K21,K22,...,Κ2η对并联电抗器和并联电容器进行并联组合,形成与负荷谐波含量和功率因数相对应的谐波疏流可变电抗器和电容器并联组件,为谐波源提供谐波疏流通道,实现供用电系统滤波指标达标和功率因数提高的要求。
[0079]2、谐波隔离检测单元20。
[0080]由两组电压互感器V21和V22,两组电流互感器121和I22组成,用于检测电网侧和谐波源侧的电压和电流。
[0081]3、谐波隔离控制单元30。
[0082]由高性能微处理器或工控机、8路同步隔离16位A/D模数转换高速数据采集板、16路光电隔离开关量输出板和谐波检测、分析、智能控制软件组成,通过实时控制谐波隔离执行单元40,动态控制可变电抗器和电容器串并联单元10的结构和参数,实现供用电系统谐波指标达标和电能利用效率提尚的目标。
[0083]4、谐波隔离执行单元40。
[0084]由晶闸管开关Kn,K12,...,K1Ii ;K21,K22,...,Κ2η组成,用于等效可变电抗器和电容器串联组件和等效可变电抗器和电容器并联组件的串并联组合控制。
[0085]5、谐波隔离保护单元50。
[0086]由晶闸管开关Kltl,断路器DL2(l、DL2jP DL22,快速熔断器、di/dt、du/dt、过电压、过电流、缺相、短路、过热、故障退出和自动旁路等保护组成,实现电力电子开关、电抗器和电容器的保护。
[0087]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种供用电系统谐波隔离方法,其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、设置可变电抗器和电容器串并联组件,形成具有谐波阻尼的串联通道和具有谐波流动的并联通道;其中,可变电抗器和电容器串并联组件包括可变电抗器和电容器串联组件和可变电抗器和电容器并联组件; 组件一:所述可变电抗器和电容器串联组件包括多个参数不同的电抗器和电容器串联支路并联而成谐波阻尼电路,阻尼谐波从谐波源侧向电网流动;并且每个电抗器和电容器串联支路的中元件参数应满足条件为: 条件一:该串联支路中电抗器的感抗值大于等于电容器的容抗值,每个电抗器的感抗值和电抗器的内电阻值之比不低于100 ; 条件二:每个电抗器和电容器串联支路的电压损耗以及不同串联支路并联组合的电压损耗不高于额定电压的5% ; 组件二:可变电抗器和电容器并联组件包括多个参数不同的电抗器和电容器并联而成谐波疏通和功率因数调整电路,按感性和容性无功功率容量配置电抗器和电容器的电抗值和容抗值; 步骤二、将可变电抗器和电容器串并联组件接入谐波源入口,分离供用电系统中的谐波源和非谐波源,形成可以进行谐波隔离的含谐波源的非线性区域和不含谐波源的线性区域,具体是: 三相可变电抗器和电容器串联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器和电容器串联组件组成; 三相可变电抗器和电容器串联组件的一端分别与谐波源入口谐波源侧的A,B, C某一相相连接,另一端分别与谐波源入口电网侧的对应相相连接; 三相可变电抗器和电容器并联组件由三个相互独立、对应元件参数相同的可变电抗器和电容器并联组件组成,采用星形接线连接; 三相可变电抗器和电容器并联组件的一端分别与谐波源入口谐波源侧的A,B, C中某一相相连接,另一端与并联组件星形接
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