并联型有源电力滤波器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电网电力滤波技术领域，尤其是一种能够保证电网供电质量和电网安全的并联型有源电力滤波器装置。
【背景技术】
[0002]随着UPS、整流装置、直流电源、变频调速装置、节能灯、计算机等的应用日益增多，谐波源越来越不容忽视。
[0003]谐波源的危害:谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
[0004]无源滤波PF是目前使用最为广泛的谐波治理措施，它利用电感、电容元件的谐振特性，在阻抗分流回路中形成低阻抗支路，从而减小流向电网的谐波电流，但存在以下不足:
[0005](I)只能对特定谐波进行滤波。谐振频率依赖于元件参数，因此单调谐滤波器只能消除特定次数的谐波，高通滤波器只能消除截止频率以上的谐波。
[0006](2)滤波器参数影响滤波性能。由于调谐偏移和残余电阻的存在，调谐滤波器的阻抗等于零的理想条件是不可能出现的，阻抗的变化大大妨碍了滤波效果。LC参数的漂移将导致滤波特性改变，使滤波性能不稳定。
[0007](3)对于谐波次数经常变化的负载滤波效果不好。当滤波器投入运行之后，如果谐波的次数和大小发生了变化，便会影响滤波效果。并且需要根据高次谐波次数的多少，需设置多个LC滤波电路。
[0008](4)滤波特性依赖于电网参数。电网的阻抗和谐波频率随着电力系统的运行工况随时改变，对谐波电流的滤除效果受电力系统阻抗的影响较大。
[0009](5)可能与系统阻抗发生串并联谐振。PF可能与系统阻抗发生串联或并联谐振，从而使装置无法运行，使该次谐波分量放大，使电网供电质量下降。
[0010](6)随着电源侧谐波源的增加，可能会引起滤波器的过载，电网中的某次谐波电压可能在LC网络中产生很大的谐波电流。
[0011](7)电容器组无功功率补偿能力与公共连接点电压的平方成正比关系，补偿效果并不理想。
[0012](8)体积大，占地面积大。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种并联型有源电力滤波器装置，不仅滤波范围广，响应速度快，滤波能力强，而且具有多种补偿功能，操作简单，安全性好。
[0014]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种并联型有源电力滤波器装置，包括依次电路连接的逆变模块、驱动模块、采样模块以及控制模块；所述的逆变模块由IGBT晶体管和电解电容组成；所述的逆变模块的一端依次串联设置有串联电抗器、滤波电抗器、交流接触器、快速熔断器和塑壳断路器；所述的采样模块采集电流电压数据并将数据传送至控制模块；所述的控制模块中设置有运算处理电路；所述的驱动模块中的驱动线路采用磁环穿接；所述的逆变模块内设置有散热装置；所述的串联电抗器及滤波电抗器分别与采样模块及控制模块隔离安装。
[0015]进一步的说，本实用新型所述的驱动线路采用的磁环穿接结构为:所述的驱动模块上设置有驱动排线；所述的驱动排线与控制模块相连接；所述的驱动模块靠近驱动排线处穿接有磁环。由于一般设备上未采用穿接磁环，这样在整流部分PWM信号采集会有干扰，会导致设备精度降低，从而降低电子设备辐射和泄漏的电磁波，导致设备功能紊乱、传输错误的问题。
[0016]再进一步的说，本实用新型所述的散热装置为热管散热片；所述的热管散热片设置在IGBT晶体管的散热面。这样IGBT工作时，大量热量通过热管散热片扩散出去。
[0017]再进一步的说，本实用新型所述的控制模块的一端电路连接有显示装置；所述的显示装置为LED液晶显示屏。
[0018]本实用新型的有益效果是，解决了【背景技术】中存在的缺陷，采用了 DSP+CPLD的全数字控制方式，实时、快速检测出负荷电流中的谐波分量和无功分量，准确输出补偿电流；能够降容运行，不会停机处理，温升恢复后，正常运行；结构简单，系统稳定无干扰，可承受-40%?+20%电压波动；全功能液晶触摸屏监控系统，支持U盘拷贝，并具有PC端增强软件；能够有效抑制谐振，不受电网阻抗和系统阻抗变化影响，损耗小。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020]图1是本实用新型的使用原理结构示意框图；
[0021]图2是本实用新型的电气结构原理图；
[0022]图3是本实用新型其中一个实施例的电气原理图；
[0023]图4是本实用新型用作SVG的原理结构框图。
【具体实施方式】
[0024]现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0025]如图1所示，负载与变压器之间设置电流互感器CT，通过负载侧的电流互感器CT实时检测负载侧产生的电流It，经过控制运算，APF快速产生与It大小相等且方向相反的补偿电流If并注入系统，从而达到滤除谐波并改善功率因数的目的。
[0026]如图2所示的一种并联型有源电力滤波器装置，由IGBT晶体管和电解电容构成的逆变模块、串联电抗器、滤波电抗器、PWM驱动控制模块、电流互感器等主要元器件构成；逆变模块的一端依次串联设置有串联电抗器、滤波电抗器、交流接触器、快速熔断器和塑壳断路器；通过采集到的电流电压数据，经过采集模块，到控制模块，经过DSP+CPLD全数字高速运算处理，把信号传输到驱动模块，经过逆变模块的整流逆变，通过连接电抗器，发出与负荷电流中的谐波电流大小相等、方向相反的电流，相互抵消，实现滤除谐波的功能。采样模块采集温度时，如果温度过高，信号传输给控制模块，控制模块会限制装置降低容量运行。
[0027]驱动模块中的驱动线路采用磁环穿接；磁环穿接结构为:所述的驱动模块上设置有驱动排线；驱动排线与控制模块相连接；所述的驱动模块靠近驱动排线处穿接有磁环。逆变模块内设置有热管散热片；热管散热片设置在IGBT晶体管的散热面。这样IGBT工作时，大量热量通过热管散热片扩散出去。；所述的串联电抗器及滤波电抗器分别与采样模块及控制模块隔离安装。
[0028]图3所示的是一个具体实施例的电气结构，图3中:QF1—塑壳断路器；F1-F3-—快速熔断器；KM1-KM3交流接触器；KA1交流接触器；R1预充电电阻；L1-L3滤波电抗器；L4-L6串联电抗器；C1_C12电解电容；C13_C15吸收电容。主电路采用PWM控制逆变模块构成并联型有源电力滤波器，采用高速大容量DSP计算机芯片，实时、快速检测出负荷电流中的谐波分量和无功分量，准确输出补偿电流。对负荷进行动态跟踪滤波，可快速响应，响应时间〈100 μ s，对阶跃变化的谐波完全补偿时间<10ms (1/2周波)，动态改善总谐波畸变率，完全满足国家对谐波治理要求。因外部原因使设备温升过高，并不会导致装置停机，设备会进行降容运行，温升恢复后，设备正常运行。
[0029]装置元器件安装布局中，把电磁干扰强烈的电抗器元器件与控制采样模块进行隔离，防止影响设备的采样精度，运算结果。驱动模块中驱动线路采用磁环穿接，降低电子设备辐射和泄漏的电磁波，导致设备功能紊乱、传输错误的问题。散热模块采用热管散热片，散热效率更高，效果更好。可根据用户负荷的特点，控制方法灵活多样，可随机设定。包括三种方式:(I)只滤除负荷中的谐波电流。(2)只补偿负荷中的无功功率。(3)既滤除负荷谐波电流，又补偿系统无功功率。受系统电网阻抗变化的影响不大，不用担心滤波装置与电网阻抗发生并联谐振的可能，克服了传统的LC无源滤波器的缺点。单台有源电力滤波装置就能对2次?50次特征谐波广谱范围内进行补偿，装置结构简单，服了传统的LC无源滤波需要多组单调谐滤波支路的缺点。能自动跟踪电网频率的变化，滤波效果不受电网频率变化的影响，克服了传统的LC滤波对频偏依赖性过强的缺点。
[0030]采用大容量，高清晰的人机界面触摸屏，能实时显示系统的电压、电流、谐波、功率因数等各项电气参数，菜单中英文显示，图文并茂，显示界面能触摸设定，人机对话。可实时显示装置运行参数和历史事件记录，具有联网通讯功能，并支持U盘拷贝。适合于国内电网频繁波动，负载骤变严重的场合。
[0031]如图4所示，本实用新型也可用作静止无功发生器SVG;可以将桥式变流电路通过电抗器并联(或直接并联)在电网上，适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，从而实现动态无功补偿的目的。
[0032]以上说明书中描述的只是本实用新型的【具体实施方式】，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的【具体实施方式】做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。
【主权项】
1.一种并联型有源电力滤波器装置，其特征在于:包括依次电路连接的逆变模块、驱动模块、采样模块以及控制模块；所述的逆变模块由IGBT晶体管和电解电容组成；所述的逆变模块的一端依次串联设置有串联电抗器、滤波电抗器、交流接触器、快速熔断器和塑壳断路器；所述的采样模块采集电流电压数据并将数据传送至控制模块；所述的控制模块中设置有运算处理电路；所述的驱动模块中的驱动线路采用磁环穿接；所述的逆变模块内设置有散热装置；所述的串联电抗器及滤波电抗器分别与采样模块及控制模块隔离安装。2.如权利要求1所述的并联型有源电力滤波器装置，其特征在于:所述的驱动线路采用的磁环穿接结构为:所述的驱动模块上设置有驱动排线；所述的驱动排线与控制模块相连接；所述的驱动模块靠近驱动排线处穿接有磁环。3.如权利要求1所述的并联型有源电力滤波器装置，其特征在于:所述的散热装置为热管散热片；所述的热管散热片设置在IGBT晶体管的散热面。4.如权利要求1所述的并联型有源电力滤波器装置，其特征在于:所述的控制模块的一端电路连接有显示装置；所述的显示装置为LED液晶显示屏。
【专利摘要】本实用新型涉及一种并联型有源电力滤波器装置，由IGBT晶体管和电解电容构成的逆变模块、串联电抗器、滤波电抗器、PWM驱动控制模块、电流互感器等主要元器件构成；通过采集到的电流电压数据，经过采集模块，到控制模块，经过DSP+CPLD全数字高速运算处理，把信号传输到驱动模块，经过逆变模块的整流逆变，通过连接电抗器，发出与负荷电流中的谐波电流大小相等、方向相反的电流，相互抵消，实现滤除谐波的功能。本实用新型不仅滤波范围广，响应速度快，滤波能力强，而且具有多种补偿功能，操作简单，安全性好。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN204835532
【申请号】CN201520564477
【发明人】戴志勇, 梁效杰
【申请人】江苏默顿电气有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月30日