专利名称：一种供电系统中谐波滤除装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种谐波滤除装置。
背景技术：
随着大功率电力电子整流装置和非线性电力负荷(如电弧炉)的广泛应用及大量 家用电器的出现，供电系统中的高次谐波也日趋严重，对供电系统及大量电气设备造成“电 力污染”，导致供电系统控制和保护设备发生误动作，甚至产生高次谐波并联谐振过电压， 导致供电系统安全运行受到破坏，较为常见的是高压电缆因附加发热损耗增大或过电压发 生爆炸和电力电容器“鼓肚”、爆炸现象，通信通话质量因高次谐波干扰而下降等种种类似 的现象。
实用新型内容本实用新型是为了解决现有供电系统中由于谐波的产生造成供电系统安全性降 低的问题，从而提供一种供电系统中谐波滤除装置。一种供电系统中谐波滤除装置，它包括控制系统、三个电流互感器TA和N组主电 路，所述每组主电路均包括三个晶间管组V、个电抗器L和三个电容C，所述每个晶间管组V 均由两个晶闸管反向并联组成，所述三个电容C之间三角型连接，并且三个端点分别与三 个电抗器L的连接；所述三个电抗器L分别与三个晶闸管组V串联；所述三个晶闸管组V接 入三相电源；控制系统检测三相电源的电压值，控制系统通过三个电流互感器TA检测三相 电源的电流值，N组晶闸管组V的控制信号输入端分别与控制系统的N个控制信号输出端 连接，所述N为正整数。本实用新型由电容器、电抗器串联构成LC滤波器，所述LC滤波器与谐波源并联， 通过将LC滤波器的谐振频率设置为与需要滤除的谐波次数的频率相同，则大部分该次谐 波将进入滤波器，从而达到滤除该次谐波的目的，供电系统安全性得以大幅度提高。
图1是本实用新型的电路连接示意图；图2是本实用新型具体实施方式
三中N = 4的电路连接示意图；图3是本实用新型具体实施方式
二的原理示意图；图4是本实用新型具体实施方式
三中N = 4的控制部分原理示意图；图5是本实用新型具体实施方式
五的原 理示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一、结合图1说明本具体实施方式
，一种供电系统中谐波滤除装置， 它包括控制系统1、三个电流互感器TA和N组主电路，所述每组主电路均包括三个晶闸管组 V、三个电抗器L和三个电容C，所述每个晶闸管组V均由两个晶闸管反向并联组成，所述三 个电容C之间三角型连接，并且三个端点分别与三个电抗器L的连接；所述三个电抗器L分
3别与三个晶闸管组V串联；所述三个晶闸管组V接入三相电源；控制系统1检测三相电源的 电压值，控制系统1通过三个电流互感器TA检测三相电源的电流值，N组晶闸管组V的控 制信号输入端分别与控制系统1的N个控制信号输出端连接，所述N为正整数。工作原理在大多数情况下，谐波是由非线性负荷产生的，供电系统的电网谐波的 主要是5、7、11、13、17、19......次谐波。本实用新型由滤波电容器和电抗器串联构成LC滤波器，将其与谐波源并联，起到 滤除谐波的作用，并且还兼顾无功补偿的需要。电抗器串联的LC滤波器是利用串联L、C谐振原理构成的，其谐振频率f为f = 1/(2 3i (LC) "0. 5)可见，在谐振点LC滤波器的阻抗最小，若改变电容器的电容量和电抗器的电感量 即可改变谐振频率；即只要将滤波器的谐振频率设定为与需要滤除的谐波次数的频率一 样，则该次谐波将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的目的。如要滤除电网中谐 波，使LC谐振频率与谐波的频率相同即可。本实施方式中每组主电路均通过隔离开关QS接入三相电源中。
具体实施方式
二、结合图3说明本具体实施方式
，本具体实施方式
与具体实施方 式一所述的一种供电系统中谐波滤除装置的区别在于，控制系统1包括电压变换模块1-1、 电压过零比较单元1-2、电压同步单元1-3、电流变换模块1-4、电流过零比较单元1-5、多路 开关1-6、处理器CPU1-8、N个晶闸管触发脉冲驱动电路1-9和N个隔离触发脉冲变压器输 出单元1-10，电压变换模块1-1的一号输出端与电压过零比较单元1-2的输入端连接，所述 电压变换模块1-1的二号输出端与电压同步单元1-3的输入端连接，所述电压过零比较单 元1-2的输出端与处理器CPU1-8的一号电压信号输入端连接，电压同步单元1-3的输出端 与处理器CPU1-8的二号电压信号输入端连接；电流变换模块1-4的一号输出端与电流过零 比较单元1-5的输入端连接，所述电流过零比较单元1-5的输出端与处理器CPU1-8的电流 信号输入端连接；电压变换模块1-1的三号输出端与多路开关1-6的一号输入端连接，电流 变换模块1-4的二号输出端与多路开关1-6的二号输入端连接；处理器CPU1-8的开关量信 号输出端与多路开关1-6的开关量信号输入端连接；处理器CPU1-8的N个输出端分别与N 个晶闸管触发脉冲驱动电路1-9的输入端连接；所述N个晶闸管触发脉冲驱动电路1-9的 输出端分别与N个隔离触发脉冲变压器输出单元1-10的输入端连接；N个隔离触发脉冲变 压器输出单元1-10的输出端是控制系统1的N个控制信号输出端；电压变换模块1-1的输 入端是控制系统1的三相电源的电压检测信号输入端；电流变换模块1-4的输入端是控制 系统1的三相电源的电流检测信号输入端。控制系统原理低压电网的线路电压和电流经电压、电流采样电路把电压、电流变 成弱信号送入处理器CPU，CPU对电压和电流信号进行运算，计算出线路的电压和电流值， 通过电压和电流信号的相位角进行运算，计算出线路的功率因数，并根据用户设定的功率 因数，控制LC串联调谐消谐波电路的投入或切除，对电网中的谐波进行滤除，同时还可以 进行无功补偿。
具体实施方式
三、结合图2和图4说明本具体实施方式
，本具体实施方式
与具体实 施方式一或二所述的一种供电系统中谐波滤除装置的区别在于，N = 4。本具体实施方式
的主电路由4组或多组由晶闸管构成的无触点开关和由电抗器和电容器构成的LC串联调谐消谐波电路(同时具有无功补偿作用)组成。由于谐波源和谐波都是要消耗无功功率的，只要在功率因数低的时候投入滤波回 路，就可以对电网中的谐波进行滤除，同时还可以进行无功补偿。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
三所述的一种供电系统中谐 波滤除装置的区别在于它还包括键盘1-15，所述键盘1-15的键盘信号输出端与处理器 CPU1-8的键盘信号输入端连接。
具体实施方式
五、结合图4说明本具体实施方式
，本具体实施方式
与具体实施方 式一、二或四所述的一种供电系统中谐波滤除装置的区别在于，它还包括显示单元1-16，所 述显示单元1-16的显示信号输入端与处理器CPU1-8的显示信号输出端连接。
具体实施方式
六、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、三、四或五所述的一种 供电系统中谐波滤除装置的区别在于，它还包括三个快速熔断器FU，所述三个快速熔断器 FU分别串联在三组晶闸管组V与三相电源之间。本实施方式中的快速熔断器主要作用是保护晶闸管。
权利要求一种供电系统中谐波滤除装置，其特征是它包括控制系统(1)、三个电流互感器(TA)和N组主电路，所述每组主电路均包括三个晶闸管组(V)、三个电抗器(L)和三个电容(C)，所述每个晶闸管组(V)均由两个晶闸管反向并联组成，所述三个电容(C)之间三角型连接，并且三个端点分别与三个电抗器(L)的连接；所述三个电抗器(L)分别与三个晶闸管组(V)串联；所述三个晶闸管组(V)接入三相电源；控制系统(1)检测三相电源的电压值，控制系统(1)通过三个电流互感器(TA)检测三相电源的电流值，N组晶闸管组(V)的控制信号输入端分别与控制系统(1)的N个控制信号输出端连接，所述N为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种供电系统中谐波滤除装置，其特征在于控制系统(1) 包括电压变换模块(1-1)、电压过零比较单元(1-2)、电压同步单元(1-3)、电流变换模块 (1-4)、电流过零比较单元(1-5)、多路开关(1-6)、处理器CPU(I-S)、N个晶闸管触发脉冲 驱动电路(1-9)和N个隔离触发脉冲变压器输出单元(1-10)，电压变换模块(1-1)的一 号输出端与电压过零比较单元(1-2)的输入端连接，所述电压变换模块(1-1)的二号输出 端与电压同步单元(1-3)的输入端连接，所述电压过零比较单元(1-2)的输出端与处理器 CPU(I-S)的一号电压信号输入端连接，电压同步单元(1-3)的输出端与处理器CPU(I-S)的 二号电压信号输入端连接；电流变换模块(1-4)的一号输出端与电流过零比较单元(1-5) 的输入端连接，所述电流过零比较单元(1-5)的输出端与处理器CPU (1-8)的电流信号输入 端连接；电压变换模块(1-1)的三号输出端与多路开关(1-6)的一号输入端连接，电流变换 模块(1-4)的二号输出端与多路开关(1-6)的二号输入端连接；处理器CPU (1-8)的开关量 信号输出端与多路开关(1-6)的开关量信号输入端连接；处理器CPU(I-S)的N个输出端分 别与N个晶闸管触发脉冲驱动电路(1-9)的输入端连接；所述N个晶闸管触发脉冲驱动电 路(1-9)的输出端分别与N个隔离触发脉冲变压器输出单元(1-10)的输入端连接；N个隔 离触发脉冲变压器输出单元(1-10)的输出端是控制系统(1)的N个控制信号输出端；电压 变换模块(1-1)的输入端是控制系统(1)的三相电源的电压检测信号输入端；电流变换模 块(1-4)的输入端是控制系统(1)的三相电源的电流检测信号输入端。
3.根据权利要求1或2所述的一种供电系统中谐波滤除装置，其特征在于N= 4。
4.根据权利要求3所述的一种供电系统中谐波滤除装置，其特征在于它还包括键盘 (1-15)，所述键盘(1-15)的键盘信号输出端与处理器CPU(I-S)的键盘信号输入端连接。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种供电系统中谐波滤除装置，其特征在于它还包括 显示单元(1-16)，所述显示单元(1-16)的显示信号输入端与处理器CPU(I-S)的显示信号 输出端连接。
6.根据权利要求5所述的一种供电系统中谐波滤除装置，其特征在于它还包括三个快 速熔断器(FU)，所述三个快速熔断器(FU)分别串联在三组晶闸管组(V)与三相电源之间。
专利摘要一种供电系统中谐波滤除装置，涉及一种谐波滤除装置。它解决现有供电系统中由于谐波的产生造成供电系统安全性降低的问题。它的每组主电路结构相同，其中每个晶闸管组均由两个晶闸管反向并联组成，三个电容之间三角型连接，并且三个端点分别与三个电抗器的连接；三个电抗器分别与三个晶闸管组串联；所述三个晶闸管组接入三相电源；控制系统检测三相电源的电压值，控制系统通过三个电流互感器检测三相电源的电流值，N组晶闸管组的控制信号输入端分别与控制系统的N个控制信号输出端连接。本实用新型适用于供电系统的谐波滤除场合。
文档编号H02J3/18GK201656482SQ201020220120
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者王东方 申请人:哈尔滨东大方正电力有限公司