中控室电源谐波无功一体柜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电网系统领域，具体涉及一种中控室电源谐波无功一体柜。
【背景技术】
[0002]谐波电流的出现，对于电力系统运行是一种"污染"，它们降低了系统电压正弦波形的质量，不但严重地影响电力系统自身，而且还危及用户和周围的通信系统。近半个世纪以来，随着电力电子设备的推广应用，非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用)，特别是高压直流输电的运用，谐波污染问题日趋严重，并因此受到人们普遍的关注和重视。而减小谐波影响的技术措施可以从两方面入手:一是从谐波源出发，减少谐波的产生；二是安装滤波器，常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。无源滤波器也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置；无源滤波器设计方法稳定可靠、结构简单，但其滤波效果依赖于系统阻抗特性，并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响；此外，无源滤波器仅能对特定的谐波进行有效地衰减，而出于经济和占地面积方面的考虑，滤波器个数均是有限的，所以对谐波含量丰富的场合，无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
[0003]与无源滤波器对应的是有源滤波器，例如有源电力滤波器(Active PowerFilter, APF)，它是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点，因而有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。但是，本实用新型的发明人经过研宄发现，现有的有源滤波器对无功和谐波的补偿还不够理想。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可以对无功进行补偿的中控室电源谐波无功一体柜，采用模块化设计，使用方便灵活，特别适用于动态无功量大，且存在一定谐波的场所。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种中控室电源谐波无功一体柜，包括柜体，所述柜体内设有电流检测模块、信号处理模块、PWM信号发生器和IGBT逆变器；其中，
[0007]电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测；
[0008]信号处理模块，对检测到的负载电流信号进行处理，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分；
[0009]PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个无功补偿控制信号和谐波补偿控制信号相叠加的PWM控制信号并输出；
[0010]IGBT逆变器，根据PWM信号发生器产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及低次谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。
[0011]本实用新型提供的中控室电源谐波无功一体柜，能够通过柜体内的电流检测模块实时检测负载电流，通过内部信号处理模块进行处理并计算，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分，并根据PWM信号发生器产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。
[0012]进一步，所述电流检测模块为电流互感器。
[0013]进一步，所述低次谐波包括3次、5次、7次、9次和11次谐波。
[0014]进一步，所述柜体上还设有用于散热的风道。
[0015]进一步，所述柜体上还设有便于挪动的把手。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型提供的中控室电源谐波无功一体柜内整体原理示意图。
[0017]图中，1、电流检测模块；2、信号处理模块；3、PWM信号发生器；4、IGBT逆变器；10、电网；20、负载。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0019]请参考图1所示，本发明提供一种中控室电源谐波无功一体柜，包括柜体，所述柜体内设有电流检测模块1、信号处理模块2、PWM信号发生器3和IGBT逆变器4 ;其中，
[0020]电流检测模块I，对与外部电网10电连接的负载20的电流进行实时检测；
[0021]信号处理模块2，对检测到的负载电流信号进行处理，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分；
[0022]PWM信号发生器3，根据信号处理模块2的计算结果，产生一个无功补偿控制信号和谐波补偿控制信号相叠加的PWM控制信号并输出；
[0023]IGBT逆变器4，根据PWM信号发生器3产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及低次谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。
[0024]本实用新型提供的中控室电源谐波无功一体柜，能够通过柜体内的电流检测模块实时检测负载电流，通过内部信号处理模块进行处理并计算，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分，并根据PWM信号发生器产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。
[0025]作为具体实施例，所述电流检测模块I为电流互感器，由此可以把电网侧大电流转换成小电流来供二次侧的测量装置使用，实现对负载(如RCD负载)20的电流进行实时检测。
[0026]作为具体实施例，所述PWM信号发生器3输出的PWM(Pulse Width Modulat1n,脉冲宽度调制)控制信号为无功补偿控制信号和谐波补偿控制信号相叠加的PWM信号，所述PWM信号为高低电平信号，用于对所述IGBT逆变器4进行控制，触发IGBT逆变器产生一个和负载无功电流相抵消的无功补偿电流，以及产生一个和负载产生的谐波大小相等，相位相反的低次谐波电流注入到电网中，实现动态无功补偿和谐波滤波。
[0027]作为具体实施例，所述IGBT逆变器4产生的和负载产生的谐波大小相等，相位相反的低次谐波电流，其低次谐波具体包括3次、5次、7次、9次和11次谐波，由此实现支持低次谐波的谐波补偿。
[0028]作为具体实施例，所述柜体上还设有用于散热的风道，具体可在所述柜体上设置一些独特的风道，以方便对柜体内各个模块工作时产生的热量进行扩散，以免柜体内的热量过高导致模块损坏，提高了中控室电源无功柜的使用性能。
[0029]作为具体实施例，所述柜体上还设有便于挪动的把手，具体可在所述柜体的每个侧边设置一个或多个把手，其用于对柜体进行挪动时便于把握。
[0030]本实用新型提供的中控室电源谐波无功一体柜，当具体应用到电网中时，其谐波消除率可达到95%以上，功率因数可以提高到0.92以上，对各行各业的供电系统的电能质量起到了显著改善。
[0031]以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。
【主权项】
1.中控室电源谐波无功一体柜，包括柜体，其特征在于，所述柜体内设有电流检测模块、信号处理模块、PWM信号发生器和IGBT逆变器；其中， 电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测； 信号处理模块，对检测到的负载电流信号进行处理，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分； PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个无功补偿控制信号和谐波补偿控制信号相叠加的PWM控制信号并输出； IGBT逆变器，根据PWM信号发生器产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及低次谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。2.根据权利要求1所述的中控室电源谐波无功一体柜，其特征在于，所述电流检测模块为电流互感器。3.根据权利要求1所述的中控室电源谐波无功一体柜，其特征在于，所述低次谐波包括3次、5次、7次、9次和11次谐波。4.根据权利要求1所述的中控室电源谐波无功一体柜，其特征在于，所述柜体上还设有用于散热的风道。5.根据权利要求1所述的中控室电源谐波无功一体柜，其特征在于，所述柜体上还设有便于挪动的把手。
【专利摘要】本实用新型公开一种中控室电源谐波无功一体柜，包括柜体，所述柜体内设有：电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测；信号处理模块，对检测到的负载电流信号进行处理，计算出负载电流所含有的无功含量和谐波成分；PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个无功补偿控制信号和谐波补偿控制信号相叠加的PWM控制信号并输出；IGBT逆变器，根据PWM信号发生器产生的PWM控制信号，通过IGBT开关断作用产生大小相等，相位相反的无功及谐波补偿电流，对负载电流中所含有的无功和谐波进行抵消，实现动态无功补偿和谐波滤除。本实用新型提供的中控室电源谐波无功一体柜，采用模块化设计，能够实现动态无功补偿和谐波滤波。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/01
【公开号】CN204696687
【申请号】CN201520392558
【发明人】沙玉峰
【申请人】重庆酷能节能科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月9日