专利名称：一种电能质量综合治理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力滤波器技术领域，具体涉及ー种电能质量综合治理装置。
背景技术：
在低压配电网中，负荷电流的特性直接影响着供电电压的质量，电能质量问题分为电压质量问题和电流质量问题两个方面。其中电压质量问题是指电压波动和闪变、电压谐波、电压三相不平衡、电压下跌和电压中断等问题。电流质量问题则是指电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，一些效率较低的电机设备所引入的大量无功电流，单相负荷引入的不平衡电流(负序电流和零序电流)，低频负荷变化造成的闪烁等。电压质量和电流质量是紧密相关并互相影响的，例如，非线性负荷引起的谐波电流流经系统会造成电压畸变从而不同程度影响全网用户。随着变频调速装置和可控硅设备的广泛应用，电网的谐波污染问题也日益突出，谐波对机电设备可靠运行及能耗的影响也在逐渐增加。不但加速了系统电气设备老化，弓丨起继电保护和自动装置误动作，甚至造成设备烧毁，所以电网谐波污染净化问题变得刻不容缓。目前，对于电能质量问题的治理，主要有无源滤波器和有源滤波器两类。其中，无源滤波器包括了 LC无源滤波器、饱和电抗器等，其有如下不足其补偿特性依赖于电网和负载參数，而这些參数是经常变化的；LCR(电感、电容、电阻)參数的漂移会导致滤波特性的改变；可能发生电网与滤波器间的串并联谐振，造成谐波放大。无源滤波器应用有相当的局限性。因此，在上世纪70年代末诞生的有源滤波器发展迅速，井随着计算机技术和电力电子技术的进步不断地走向完善。有源电カ滤波器利用最先进的信息技术和电力电子技术优异地实现了对谐波的滤除。它通过高速采样和智能检测技术分析出负荷电流的无功、谐波及不平衡程度，利用逆变技术输出补偿电流从而实现连续、动态无功补偿功能。有源电カ滤波器相当于ー个特殊的电源，特殊在它只输出无功、谐波、不平衡成分，并且可以根据负荷的不同自动调整输出。
实用新型内容本实用新型的目的是ー种电能质量综合治理装置，属于电力有源滤波器的ー种，它能有效解决在配电网中电能质量最主要的三个问题谐波含量高；功率因数低；三相负荷不平衡。为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案实现一种电能质量综合治理装置，由电流测量传感器、塑壳断路器、电压测量传感器、滤波器组件、涌流接触器、涌流电阻、主接触器、内部电抗器、变流器模块、高压储能模块以及智能控制器构成；它的主回路是塑壳断路器、滤波器组件、涌流接触器、涌流电阻、主接触器、内部电抗器、变流器模块以及高压储能模块依次用电缆连接而成，电压测量传感器和电流测量传感器输出信号线与智能控制器连接，智能控制器通过信号线连接涌流接触器、主接触器和变流器模块。所述内部电抗器为半空芯电抗器，电感量取值在0. I 0. 8mH,在散热和噪音方面、有显著改善。所述装置工作原理如下有ー个或ー个以上的电压、电流采样模块，采集被补偿设备的电能质量信息，所采集的这些信号送入所述装置的智能控制器进行分析计算，输出控制信号到变流器模块，控制其中的大功率开关管工作，以产生与需要补偿的量等幅方向的电流，从而达到电能质量综合治理的目的。在装置工作过程中，由滤波器组件实时滤除装置所无法滤除的ー些微小的高频谐波分量，以达到完美的治理效果。装置具有过流、过压、过温、欠压、轻载等保护功能，在发生异常时，能够自动切断 装置主回路，停止工作，并送出告警信号。本实用新型所述装置硬件设计是基于高速的信号处理技术和先进的电力电子技术实现的。信号检测单元采用对谐波电流信号转换效果最好的霍尔电流互感器。智能控制器使用两片高速信号处理器，构成分布式计算，大幅提高了装置的实时响应时间。本实用新型具有如下优点I、智能滤除谐波，在滤除2 25次谐波同时，不产生新的高次谐波；2、连续动态无功补偿，补偿容量精确，“无级”控制；3、平衡三相负载，消除中线电流。
图I是本实用新型所述电能质量综合治理装置的工作原理示意图。图2是本实用新型所述电能质量综合治理装置的硬件功能模块框图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型所述的电能质量综合治理装置及其工作原理作进ー步说明。如附图I所示，其简单描述了装置的工作原理。所述装置将采集到的被补偿设备的电流分解成基波和谐波，由所述装置输出与被补偿设备等幅反向的谐波电流，去抵消被补偿设备的谐波电流，从而使其流入系统侧的电流只有基波电流，最終实现电能质量综合治理的目的。如附图2所示，本实用新型所述的电能质量综合治理装置，主要器件包括负载侧电流测量传感器I、塑壳断路器2、电压测量传感器3、滤波器组件4、涌流接触器5、涌流电阻
6、主接触器7、装置侧电流測量传感器8、内部电抗器9、变流器模块10、高压储能模块11以及智能控制器12。所述装置的工作过程如下所述装置在开机前，先闭合塑壳断路器2。在接到开机指令后，由智能控制器12控制涌流接触器5闭合，此时，电流经过涌流电阻6、内部电抗器9、变流器模块10，给高压储能模块11预充电，待其电压达到设定要求后，智能控制器12发出指令，闭合主接触器7，断开涌流接触器5。此时，第一阶段的开机工作已经完成，将开始第二阶段的正常工作流程。第二阶段的正常工作时，智能控制器12首先通过负载侧电流測量传感器I和电压测量传感器3采集当前被补偿装置的电能质量信息，转换成数字信号输入到智能控制器12，经过智能控制器12内部的自适应电能质量补偿算法，得出变流器模块10的的控制信号，由智能控制器12输出到变 流器模块10。变流器模块10根据控制信号，通过不停地开、关操作，控制高压储能模块11对外输出或者吸收电流，由此产生的电流通过内部电抗器9注入到系统，从而达到电能质量综合治理的效果。
权利要求1.一种电能质量综合治理装置，其特征在于该装置由电流测量传感器、塑壳断路器、电压测量传感器、滤波器组件、涌流接触器、涌流电阻、主接触器、内部电抗器、变流器模块、高压储能模块以及智能控制器构成；它的主回路是塑壳断路器、滤波器组件、涌流接触器、涌流电阻、主接触器、内部电抗器、变流器模块以及高压储能模块依次用电缆连接而成，电压测量传感器和电流测量传感器输出信号线与智能控制器连接，智能控制器通过信号线连接涌流接触器、主接触器和变流器模块。
2.如权利要求I所述的电能质量综合治理装置，其特征在于所述内部电抗器为半空芯电抗器，电感量取值在0. I 0. 8mH。
专利摘要一种电能质量综合治理装置，由负载侧电流测量传感器、塑壳断路器、电压测量传感器、滤波器组件、涌流接触器、涌流电阻、主接触器、装置侧电流测量传感器、内部电抗器、变流器模块、高压储能模块以及智能控制器构成。通过设置在被补偿设备处的传感器，检测被补偿设备的电能质量信息，送入电能质量综合治理装置控制器，由控制器对所采集的电能质量信息进行分析，控制装置实时输出与被补偿量等幅反向的信号，以达到滤除谐波、补偿无功、平衡负载等电能质量综合治理的目的。
文档编号H02J3/18GK202395448SQ20112048055
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者严刚, 杨露, 王磊 申请人:广西星宇智能电气有限公司