低压三相不平衡自动调节装置的制作方法

本发明属于电力控制领域,涉及一种低压三相不平衡自动调节装置。

背景技术：

随着工业的发展，电力系统的谐波及无功补偿问题越来越严重，使供电系统的电压波形畸变，增加了输电线路的功率损耗和用电设备的损耗，同时也降低了供电系统的电能质量，同时谐波也会造成电力系统发生事故。因此，近年来供电部门及用户都很高度重视。供电部门在对负荷的管理工作中，加强谐波源负荷的管理和检测的工作。随着规划中提出了节能减排这一重大举措，谐波及无功补偿问题更被重视。现有技术中的智能滤波补偿装置，包括柜体，柜体内设有若干组熔座、投切装置和电容器，若干熔座安装在一起，使用时，各功能部件位置相对集中，可通过位置的设置改善散热情况。其不足之处在于：这种连接方式，使得电器元件的检查和更换不够方便，为更换其中的某一电气元件，需要拆除很多连接线，操作不方便，费时费力，断电维修时间长，影响电网运行。

目前，在配电系统中，解决无功补偿最普遍的方案是接触器投切电容的静态无功补偿方案，电容器的初始电压为零，二触点闭合瞬间，电网电压极少为零，因而产生非常大的电流，也就是常说的合闸涌流，实验表明合闸涌流严重时可达电容器而定电流的50倍，这不仅影响电容器和接触器的使用寿命，而且对电网造成冲击，影响其他设备的正常工作。为避免形成更大涌流，可采用串联电抗器和加入限流电阻来进行限制，虽然可以控制在额定电流的20倍以内，但从长期运行情况来看，其故障率仍然非常高，维修费用较高。此外，现有技术方案，由于投切时间长，不能实时的无功补偿；当系统中个存在谐波源时，它不可避免的会放大系统谐波电流，甚至会引起系统谐振。在电力系统输送电能的过程中，无功功率不足，将使系统中输送的总电流增加、使变压器的出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降；而对于电力用户来说，过多地从电网中吸取无功，不仅使电网电能质量下降，也影响自身的用电和生产，使企业效益下降，甚至招致罚款。因此，为了减少无功的损失和避免其在电网中的不当流动，必须进行滤波补偿。

因此，需要一种新的低压三相不平衡自动调节装置以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种低压三相不平衡自动调节装置。

为实现上述发明目的，本发明的低压三相不平衡自动调节装置采用如下技术方案：

一种低压三相不平衡自动调节装置，包括低压配电系统、检测单元、无功补偿控制器、投切单元和有源滤波装置，所述低压配电系统将三相电压和三相电流信号传递给所述检测单元；

所述检测单元将负载侧检测到的信号传递给所述有源滤波装置，所述有源滤波装置对电网中的三相不平衡谐波信号进行处理，补偿谐波电流；

所述检测单元将系统侧检测到的信号传递给所述无功补偿控制器，所述无功补偿控制器经过比较运算后输出信号给所述投切单元；

所述投切单元用于调整所述低压配电系统的电压和电流。

更进一步的，所述投切单元包括投切开关和电容器，所述投切开关连接所述电容器。

更进一步的，所述投切开关包括接触器和晶闸管开关，所述接触器控制所述晶闸管开关。

更进一步的，所述电容器为并联电容器。

更进一步的，所述有源滤波装置包括主回路，所述主回路包括浪涌保护器、主继电器KM1、缓冲继电器KM2、并网电感、LC滤波电路、三电平逆变模块和直流储能电容，其中，A相线、B相线、C相线和N相线通过浪涌保护器接地，A相线、B相线和C相线上依次设置主继电器KM1和并网电感，所述缓冲继电器KM2与所述主继电器KM1并联，所述A相线、B相线和C相线通过所述LC滤波电路连接N相线，所述A相线、B相线和C相线通过所述三电平逆变模块和直流储能电容连接N相线。可以有效降低单相电流对变压器和线路的损耗，以此可以有效的提高电网设备的正常运行和稳定性。

更进一步的，所述有源滤波装置包括指令电流运算电路，所述指令电流运算电路包括Usa端、Usb端和Usc端，所述Usa端通过电阻R9接地，所述Usa端连接二极管Z11-1的负极和二极管Z11-2的正极，所述二极管Z11-1的正极和二极管Z11-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述Usa端通过电阻R4连接运算放大器U1A的同相输入端，运算放大器U1A的反相输入端连接运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U1A的输出端通过电阻R8连接运算放大器U1B的反相输入端，运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R10连接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1B的正相输出端接地；

所述运算放大器U1B的输出端通过电阻R225连接电容C112的一端和电阻R256的一端，所述电容C112的另一端连接运算放大器U2B的输出端，电阻R256的另一端连接运算放大器U2B的同相输入端，运算放大器U2B的同相输入端通过电容C113接地，运算放大器U2B的反相输入端连接运算放大器U2B的输出端；

运算放大器U2B的输出端通过电阻R7连接运算放大器U2A的反相输入端，运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R12连接运算放大器U2A的输出端，运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R1连接+5VREF端并通过电阻R2接地，运算放大器U2A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U2A的输出端通过电阻R416连接TP13端，所述TP21端连接二极管Z12-1的负极和二极管Z12-1的正极，二极管Z12-1的正极接地，二极管Z12-1的负极连接2.75VA电压端；

所述Usb端通过电阻R24接地，所述Usb端连接二极管Z19-1的负极和二极管Z19-2的正极，所述二极管Z19-1的正极和二极管Z19-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述Usb端通过电阻R19连接运算放大器U3A的同相输入端，运算放大器U3A的反相输入端连接运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U3A的输出端通过电阻R23连接运算放大器U3B的反相输入端，运算放大器U3B的反相输入端通过电阻R25连接运算放大器U3B的输出端，运算放大器U3B的正相输出端接地；

所述运算放大器U3B的输出端通过电阻R20连接电容C4的一端和电阻R21的一端，所述电容C4的另一端连接运算放大器U4B的输出端，电阻R21的另一端连接运算放大器U4B的同相输入端，运算放大器U4B的同相输入端通过电容C5接地，运算放大器U4B的反相输入端连接运算放大器U4B的输出端；

运算放大器U4B的输出端通过电阻R22连接运算放大器U4A的反相输入端，运算放大器U4A的反相输入端通过电阻R27连接运算放大器U4A的输出端，运算放大器U4A的同相输入端通过电阻R16连接+5VREF端并通过电阻R17接地，运算放大器U4A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U4A的输出端通过电阻R418连接TP14端，所述TP14端连接二极管Z20-1的负极和二极管Z20-1的正极，二极管Z20-1的正极接地，二极管Z20-1的负极连接2.75VA电压端；

所述Usc端通过电阻R46接地，所述Usc端连接二极管Z25-1的负极和二极管Z25-2的正极，所述二极管Z25-1的正极和二极管Z25-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述Usc端通过电阻R39连接运算放大器U5A的同相输入端，运算放大器U5A的反相输入端连接运算放大器U5A的输出端，运算放大器U5A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U5A的输出端通过电阻R44连接运算放大器U5B的反相输入端，运算放大器U5B的反相输入端通过电阻R47连接运算放大器U5B的输出端，运算放大器U5B的正相输出端接地；

所述运算放大器U5B的输出端通过电阻R41连接电容C7的一端和电阻R42的一端，所述电容C7的另一端连接运算放大器U6B的输出端，电阻R42的另一端连接运算放大器U6B的同相输入端，运算放大器U6B的同相输入端通过电容C11接地，运算放大器U6B的反相输入端连接运算放大器U6B的输出端；

运算放大器U6B的输出端通过电阻R43连接运算放大器U6A的反相输入端，运算放大器U6A的反相输入端通过电阻R49连接运算放大器U6A的输出端，运算放大器U6A的同相输入端通过电阻R32连接+5VREF端并通过电阻R33接地，运算放大器U6A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U6A的输出端通过电阻R419连接TP15端，所述TP15端连接二极管Z26-1的负极和二极管Z26-1的正极，二极管Z26-1的正极接地，二极管Z26-1的负极连接2.75VA电压端。

装置以并联的方式接入电网，实时检测补偿对象的电流和电压，经过指令电流运算电路得出补偿电流的指令信号经过补偿电流发生电路(PWM电流转换)得出补偿电流(与谐波电流大小相等、方向相反)补偿电流与负载电流中的谐波与无功电流进行抵消，最终得到期望的正弦电网电流。

更进一步的，所述有源滤波装置包括电流跟踪控制电路，所述电流跟踪控制电路包括VMa端、VMb端和VMc端，所述VMa端通过并联连接的电阻R386、电阻R387、电阻R388和电阻R129接地，所述VMa端连接二极管Z53-1的负极和二极管Z53-2的正极，所述二极管Z53-1的正极和二极管Z53-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述VMa端通过电阻R124连接运算放大器U17A的同相输入端，运算放大器U17A的反相输入端连接运算放大器U17A的输出端，运算放大器U17A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U17A的输出端通过电阻R128连接运算放大器U17B的反相输入端，运算放大器U17B的反相输入端通过电阻R130连接运算放大器U17B的输出端，运算放大器U17B的正相输出端接地；

所述运算放大器U17B的输出端通过电阻R125连接电容C45的一端和电阻R126的一端，所述电容C45的另一端连接运算放大器U18B的输出端，电阻R126的另一端连接运算放大器U18B的同相输入端，运算放大器U18B的同相输入端通过电容C46接地，运算放大器U18B的反相输入端连接运算放大器U18B的输出端；

运算放大器U18B的输出端通过电阻R127连接运算放大器U18A的反相输入端，运算放大器U18A的反相输入端通过电阻R131连接运算放大器U18A的输出端，运算放大器U18A的同相输入端通过电阻R121连接+5VREF端并通过电阻R122接地，运算放大器U18A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U18A的输出端通过电阻R432连接TP21端，所述TP21端连接二极管Z54-1的负极和二极管Z54-1的正极，二极管Z54-1的正极接地，二极管Z54-1的负极连接2.75VA电压端；

所述VMb端通过并联连接的电阻R383、电阻R384、电阻R385和电阻R139接地，所述VMb端连接二极管Z57-1的负极和二极管Z57-2的正极，所述二极管Z57-1的正极和二极管Z57-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述VMb端通过电阻R134连接运算放大器U19A的同相输入端，运算放大器U19A的反相输入端连接运算放大器U19A的输出端，运算放大器U19A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U19A的输出端通过电阻R138连接运算放大器U19B的反相输入端，运算放大器U19B的反相输入端通过电阻R140连接运算放大器U19B的输出端，运算放大器U19B的正相输出端接地；

所述运算放大器U19B的输出端通过电阻R135连接电容C47的一端和电阻R136的一端，所述电容C47的另一端连接运算放大器U20B的输出端，电阻R136的另一端连接运算放大器U20B的同相输入端，运算放大器U20B的同相输入端通过电容C48接地，运算放大器U20B的反相输入端连接运算放大器U20B的输出端；

运算放大器U20B的输出端通过电阻R137连接运算放大器U20A的反相输入端，运算放大器U20A的反相输入端通过电阻R141连接运算放大器U20A的输出端，运算放大器U20A的同相输入端通过电阻R132连接+5VREF端并通过电阻R133接地，运算放大器U20A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U20A的输出端通过电阻R436连接TP22端，所述TP22端连接二极管Z58-1的负极和二极管Z58-1的正极，二极管Z58-1的正极接地，二极管Z58-1的负极连接2.75VA电压端；

所述VMc端通过并联连接的电阻R380、电阻R381、电阻R382和电阻R149接地，所述VMc端连接二极管Z1-1的负极和二极管Z1-2的正极，所述二极管Z1-1的正极和二极管Z1-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；所述VMc端通过电阻R144连接运算放大器U21A的同相输入端，运算放大器U21A的反相输入端连接运算放大器U21A的输出端，运算放大器U21A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

所述运算放大器U21A的输出端通过电阻R148连接运算放大器U21B的反相输入端，运算放大器U21B的反相输入端通过电阻R150连接运算放大器U21B的输出端，运算放大器U21B的正相输出端接地；

所述运算放大器U21B的输出端通过电阻R145连接电容C49的一端和电阻R146的一端，所述电容C49的另一端连接运算放大器U22B的输出端，电阻R146的另一端连接运算放大器U22B的同相输入端，运算放大器U22B的同相输入端通过电容C50接地，运算放大器U22B的反相输入端连接运算放大器U22B的输出端；

运算放大器U22B的输出端通过电阻R147连接运算放大器U22A的反相输入端，运算放大器U22A的反相输入端通过电阻R151连接运算放大器U22A的输出端，运算放大器U22A的同相输入端通过电阻R142连接+5VREF端并通过电阻R143接地，运算放大器U22A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U22A的输出端通过电阻R440连接TP23端，所述TP23端连接二极管Z2-1的负极和二极管Z2-1的正极，二极管Z2-1的正极接地，二极管Z2-1的负极连接2.75VA电压端。

更进一步的，所述有源滤波装置包括驱动电路，所述驱动电路包括TLP250芯片U1、UC2845B芯片U2和TLP250芯片U3；

所述TLP250芯片U1的第2引脚连接电阻R2的一端和电阻R26的一端，二极管D7的负极和二极管D4的正极均连接电阻R2的另一端，二极管D7的正极接地，二极管D4的负极通过并联连接的电容C23和电阻R4接地并通过电阻R21连接DRV1端，所述TLP250芯片U1的第3引脚接地；

所述TLP250芯片U1的第5引脚连接电容C5的一端、电容C6的一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、二极管D3的正极、PNP三极管的集电极、二极管D11-2的正极和-15V电压端；

所述TLP250芯片U1的第8引脚连接电容C2的一端、电容C3的一端、二极管D2的负极、NPN三极管Q3的集电极、二极管D1的负极、二极管D11-1的负极和+15V电压端；

所述TLP250芯片U1的第6引脚连接NPN三极管Q3的基极和PNP三极管的基极，NPN三极管Q3的发射极和PNP三极管的发射极均连接DRV1_G端和二极管D1的正极，电容C2的另一端、电容C3的另一端、二极管D2的正极、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、二极管D3的负极均连接DRV1_E端，DRV1_G端和DRV1_E端之间设置有电容C1；

所述TLP250芯片U3的第2引脚连接电阻R17的一端和电阻R25的一端，二极管D18的负极和二极管D16的正极均连接电阻R17的另一端，二极管D18的正极接地，二极管D16的负极通过并联连接的电容C22和电阻R18接地并通过电阻R22连接DRV2端，所述TLP250芯片U3的第3引脚接地；

所述TLP250芯片U3的第5引脚连接电容C20的一端、电容C21的一端、电阻R19的一端、电阻R29的一端、二极管D5的正极、PNP三极管Q6的集电极、二极管D12的正极、二极管D8-1的正极和-15V电压端；

所述TLP250芯片U3的第8引脚连接电容C17的一端、电容C18的一端、二极管D13的负极、NPN三极管Q4的集电极、二极管D12的负极、二极管D8-2的负极和+15V电压端；

所述TLP250芯片U3的第6引脚连接NPN三极管Q4的基极和PNP三极管Q6的基极，NPN三极管Q3的发射极和PNP三极管的发射极均连接DRV2_G端和二极管D12的正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端、二极管D13的正极、电容C20的另一端、电容C21的另一端、电阻R19的另一端、电阻R20的另一端、二极管D5的负极均连接DRV2_E端，DRV2_G端和DRV2_E端之间设置有电容C16；

二极管D11-1的正极和二极管D11-2的负极通过电容连接线圈T1-1的一端，二极管D11-2的正极连接线圈T1-1的另一端；二极管D8-1的正极和二极管D8-2的负极通过电容连接线圈T1-2的一端，二极管D8-2的正极连接线圈T1-2的另一端；线圈T1-1和线圈T1-2分别与线圈T1-3为互感线圈；线圈T1-3的一端通过并联连接的电容C24和C13接地，线圈T1-3的另一端连接NPN三极管Q1的发射极和PNP三极管Q2的发射极；

NPN三极管Q1的集电极通过串联连接的电阻R23和电阻R7连接+24V电压端，所述+24V电压端通过并联连接的电容C8和电容C7接地；

UC2845B芯片U2包括VFB引脚、COMP引脚、RTCT引脚、VREF引脚、ISNS引脚、VCC引脚、OUT引脚和GND引脚；

NPN三极管Q1的基极和PNP三极管Q2的基极连接并通过电阻R10接地，PNP三极管Q2的集电极通过电阻R24接地；PNP三极管Q2的基极通过并联连接的电容C15和电阻R9连接二极管D10-1的负极、二极管D10-2的负极和OUT引脚；二极管D10-1的正极和二极管D10-2的正极均连接GND引脚并接地，VFB引脚通过电阻R11接地，RTCT引脚通过电阻R12连接VREF引脚并通过电容C14接地，ISNS引脚通过电阻R14接地，VCC引脚连接+24V电压端并通过电容C15接地，COMP引脚通过电阻R13接地并连接二极管D9-1的正极，VREF引脚连接二极管D9-2的负极，二极管D9-1的负极和二极管D9-2的正极通过串联连接的电容C9和电容C10连接VREF引脚，电阻R8与串联连接的电容C9和电容C10并联，电容C9和电容C10的连接端接地。

驱动电路用于驱动有源滤波装置完成，有效降低单相电流对变压器和线路的损耗，可以有效的提高电网设备的正常运行和稳定性。

有益效果：本发明的低压三相不平衡自动调节装置为电力部门和电力用户专门设计，能够有效补偿无功功率，对谐波进行治理，提高电能质量，降低损耗，是不可缺少的节能设备。

附图说明

图1是低压三相不平衡自动调节装置原理图；

图2是低压三相不平衡自动调节装置的整体结构图；

图3是三相不平衡自动调节装置主回路的结构图；

图4是三相不平衡自动调节装置指令电流运算电路的结构图；

图5是三相不平衡自动调节装置电流跟踪控制电路的结构图；

图6是三相不平衡自动调节装置驱动电路的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅是本发明的优选实施方式，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种不脱离本发明原理的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，低压三相不平衡自动调节装置能对不断变化的谐波和无功电流进行滤除，不仅滤波效果彻底，而且克服了无源滤波器整机体积庞大、容易和系统产生谐振等缺点。

基本原理如图1所示：装置以并联的方式接入电网，实时检测补偿对象的电流和电压，经过内部指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，经过补偿电流发生电路(PWM电流变换)得出补偿电流(与谐波电流大小相等、方向相反)，补偿电流与负载电流中的谐波及无功电流进行抵消，最终得到期望的正弦电网电流。

请参阅图1和图2所示，其中，低压三相不平衡自动调节装置，包括低压配电系统、检测单元、无功补偿控制器、投切单元和有源滤波装置，低压配电系统将三相电压和三相电流信号传递给检测单元。检测单元将负载侧检测到的信号传递给有源滤波装置，有源滤波装置对电网中的三相不平衡谐波信号进行处理，补偿谐波电流。检测单元将系统侧检测到的信号传递给无功补偿控制器，无功补偿控制器经过比较运算后输出信号给投切单元。投切单元用于调整低压配电系统的电压和电流。

投切单元包括投切开关和电容器，投切开关连接电容器。投切开关包括接触器和晶闸管开关，接触器控制晶闸管开关。电容器为并联电容器。

有源滤波装置包括主回路，主回路包括浪涌保护器、主继电器KM1、缓冲继电器KM2、并网电感、LC滤波电路、三电平逆变模块和直流储能电容，其中，A相、B相和C相线上依次设置主继电器KM1和并网电感，缓冲继电器KM2与主继电器KM1并联，A相、B相和C相线通过LC滤波电路连接N相线，A相、B相和C相线通过三电平逆变模块和直流储能电容连接N相线。有源滤波装置包括电流跟踪控制电路，电流跟踪控制电路通过采样负载电流和装置输出电流计算出目前整个供电支路的谐波电流、无功电流和有功不平衡分量。

请参阅图2所示，具体的，本发明的低压三相不平衡自动调节装置，包括低压配电系统、检测单元、无功补偿控制器、投切单元和有源滤波装置。低压配电系统将三相电压、三相电流信号传递给检测单元，检测单元将负载侧检测到的信号传递给有源滤波装置，有源滤波装置对电网中的三相不平衡谐波信号进行处理，补偿谐波电流，得到三相平衡信号。检测单元将系统侧检测到的信号传递给无功补偿控制器，无功补偿控制器经过比较运算后输出信号给投切单元，投切单元工作以调整低压配电系统的电压和电流。投切单元包括投切开关和电容器，投切开关包括接触器、晶闸管开关，投切开关连接电容器。的电容器采用并联电容器。的低压三相不平衡自动调节装置还包括显示仪表、RS485通讯口、GPRS通讯口和避雷针。工作时，检测单元将从低压配电系统中检测的电压，电流模拟信号传递给无功补偿控制器，无功补偿控制器经运算后得到输出信号，该输出信号可使晶闸管的控制极触发晶闸管导通或者输出低电平关闭晶闸管，晶闸管导通时，相应的电容两端得以充、放电。

请参阅图3、图4、图5和图6所示，其有源滤波装置中主要包括主回路、指令电流运算电路、驱动电路、电流跟踪控制电路、电源系统等：主回路中包括断路器、快速熔断器、浪涌保护器、主继电器、缓冲继电器、并网电感、LC滤波、IGBT、直流储能电容等。当断路器合上，通过快速熔断器缓冲继电器随之闭合，在并网电感的作用下，IGBT开始工作电压升至500V后，主继电器闭合，发生逆变作用，在LC滤波的作用下，IGBT产生的相对谐波会被处理。装置驱动电路由电源部分，驱动部分，保护部分组成，电源部分用来提供驱动模块正常工作时电源；驱动部分主要是驱动模块；保护部分具有检测PWM变流器的电流和温度信号，通过无源接点和通信口输出。装置控制系统通过采样负载电流和装置输出电流，计算出目前整个供电支路的谐波电流、无功电流和有功不平衡分量。装置开关系统图主要包括浪涌保护器、控制变压器、EMI滤波器、开关电源和电源模块。

有源滤波装置包括主回路，主回路包括浪涌保护器、主继电器KM1、缓冲继电器KM2、并网电感、LC滤波电路、三电平逆变模块和直流储能电容，其中，A相线、B相线、C相线和N相线通过浪涌保护器接地，A相线、B相线和C相线上依次设置主继电器KM1和并网电感，缓冲继电器KM2与主继电器KM1并联，A相线、B相线和C相线通过LC滤波电路连接N相线，A相线、B相线和C相线通过三电平逆变模块和直流储能电容连接N相线。可以有效降低单相电流对变压器和线路的损耗，以此可以有效的提高电网设备的正常运行和稳定性。

有源滤波装置包括指令电流运算电路，指令电流运算电路包括Usa端、Usb端和Usc端，Usa端通过电阻R9接地，Usa端连接二极管Z11-1的负极和二极管Z11-2的正极，二极管Z11-1的正极和二极管Z11-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；Usa端通过电阻R4连接运算放大器U1A的同相输入端，运算放大器U1A的反相输入端连接运算放大器U1A的输出端，运算放大器U1A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U1A的输出端通过电阻R8连接运算放大器U1B的反相输入端，运算放大器U1B的反相输入端通过电阻R10连接运算放大器U1B的输出端，运算放大器U1B的正相输出端接地；

运算放大器U1B的输出端通过电阻R225连接电容C112的一端和电阻R256的一端，电容C112的另一端连接运算放大器U2B的输出端，电阻R256的另一端连接运算放大器U2B的同相输入端，运算放大器U2B的同相输入端通过电容C113接地，运算放大器U2B的反相输入端连接运算放大器U2B的输出端；

运算放大器U2B的输出端通过电阻R7连接运算放大器U2A的反相输入端，运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R12连接运算放大器U2A的输出端，运算放大器U2A的同相输入端通过电阻R1连接+5VREF端并通过电阻R2接地，运算放大器U2A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U2A的输出端通过电阻R416连接TP13端，TP21端连接二极管Z12-1的负极和二极管Z12-1的正极，二极管Z12-1的正极接地，二极管Z12-1的负极连接2.75VA电压端；

Usb端通过电阻R24接地，Usb端连接二极管Z19-1的负极和二极管Z19-2的正极，二极管Z19-1的正极和二极管Z19-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；Usb端通过电阻R19连接运算放大器U3A的同相输入端，运算放大器U3A的反相输入端连接运算放大器U3A的输出端，运算放大器U3A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U3A的输出端通过电阻R23连接运算放大器U3B的反相输入端，运算放大器U3B的反相输入端通过电阻R25连接运算放大器U3B的输出端，运算放大器U3B的正相输出端接地；

运算放大器U3B的输出端通过电阻R20连接电容C4的一端和电阻R21的一端，电容C4的另一端连接运算放大器U4B的输出端，电阻R21的另一端连接运算放大器U4B的同相输入端，运算放大器U4B的同相输入端通过电容C5接地，运算放大器U4B的反相输入端连接运算放大器U4B的输出端；

运算放大器U4B的输出端通过电阻R22连接运算放大器U4A的反相输入端，运算放大器U4A的反相输入端通过电阻R27连接运算放大器U4A的输出端，运算放大器U4A的同相输入端通过电阻R16连接+5VREF端并通过电阻R17接地，运算放大器U4A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U4A的输出端通过电阻R418连接TP14端，TP14端连接二极管Z20-1的负极和二极管Z20-1的正极，二极管Z20-1的正极接地，二极管Z20-1的负极连接2.75VA电压端；

Usc端通过电阻R46接地，Usc端连接二极管Z25-1的负极和二极管Z25-2的正极，二极管Z25-1的正极和二极管Z25-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；Usc端通过电阻R39连接运算放大器U5A的同相输入端，运算放大器U5A的反相输入端连接运算放大器U5A的输出端，运算放大器U5A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U5A的输出端通过电阻R44连接运算放大器U5B的反相输入端，运算放大器U5B的反相输入端通过电阻R47连接运算放大器U5B的输出端，运算放大器U5B的正相输出端接地；

运算放大器U5B的输出端通过电阻R41连接电容C7的一端和电阻R42的一端，电容C7的另一端连接运算放大器U6B的输出端，电阻R42的另一端连接运算放大器U6B的同相输入端，运算放大器U6B的同相输入端通过电容C11接地，运算放大器U6B的反相输入端连接运算放大器U6B的输出端；

运算放大器U6B的输出端通过电阻R43连接运算放大器U6A的反相输入端，运算放大器U6A的反相输入端通过电阻R49连接运算放大器U6A的输出端，运算放大器U6A的同相输入端通过电阻R32连接+5VREF端并通过电阻R33接地，运算放大器U6A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U6A的输出端通过电阻R419连接TP15端，TP15端连接二极管Z26-1的负极和二极管Z26-1的正极，二极管Z26-1的正极接地，二极管Z26-1的负极连接2.75VA电压端。

装置以并联的方式接入电网，实时检测补偿对象的电流和电压，经过指令电流运算电路得出补偿电流的指令信号经过补偿电流发生电路(PWM电流转换)得出补偿电流(与谐波电流大小相等、方向相反)补偿电流与负载电流中的谐波与无功电流进行抵消，最终得到期望的正弦电网电流。

有源滤波装置包括电流跟踪控制电路，电流跟踪控制电路包括VMa端、VMb端和VMc端，VMa端通过并联连接的电阻R386、电阻R387、电阻R388和电阻R129接地，VMa端连接二极管Z53-1的负极和二极管Z53-2的正极，二极管Z53-1的正极和二极管Z53-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；VMa端通过电阻R124连接运算放大器U17A的同相输入端，运算放大器U17A的反相输入端连接运算放大器U17A的输出端，运算放大器U17A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U17A的输出端通过电阻R128连接运算放大器U17B的反相输入端，运算放大器U17B的反相输入端通过电阻R130连接运算放大器U17B的输出端，运算放大器U17B的正相输出端接地；

运算放大器U17B的输出端通过电阻R125连接电容C45的一端和电阻R126的一端，电容C45的另一端连接运算放大器U18B的输出端，电阻R126的另一端连接运算放大器U18B的同相输入端，运算放大器U18B的同相输入端通过电容C46接地，运算放大器U18B的反相输入端连接运算放大器U18B的输出端；

运算放大器U18B的输出端通过电阻R127连接运算放大器U18A的反相输入端，运算放大器U18A的反相输入端通过电阻R131连接运算放大器U18A的输出端，运算放大器U18A的同相输入端通过电阻R121连接+5VREF端并通过电阻R122接地，运算放大器U18A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U18A的输出端通过电阻R432连接TP21端，TP21端连接二极管Z54-1的负极和二极管Z54-1的正极，二极管Z54-1的正极接地，二极管Z54-1的负极连接2.75VA电压端；

VMb端通过并联连接的电阻R383、电阻R384、电阻R385和电阻R139接地，VMb端连接二极管Z57-1的负极和二极管Z57-2的正极，二极管Z57-1的正极和二极管Z57-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；VMb端通过电阻R134连接运算放大器U19A的同相输入端，运算放大器U19A的反相输入端连接运算放大器U19A的输出端，运算放大器U19A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U19A的输出端通过电阻R138连接运算放大器U19B的反相输入端，运算放大器U19B的反相输入端通过电阻R140连接运算放大器U19B的输出端，运算放大器U19B的正相输出端接地；

运算放大器U19B的输出端通过电阻R135连接电容C47的一端和电阻R136的一端，电容C47的另一端连接运算放大器U20B的输出端，电阻R136的另一端连接运算放大器U20B的同相输入端，运算放大器U20B的同相输入端通过电容C48接地，运算放大器U20B的反相输入端连接运算放大器U20B的输出端；

运算放大器U20B的输出端通过电阻R137连接运算放大器U20A的反相输入端，运算放大器U20A的反相输入端通过电阻R141连接运算放大器U20A的输出端，运算放大器U20A的同相输入端通过电阻R132连接+5VREF端并通过电阻R133接地，运算放大器U20A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U20A的输出端通过电阻R436连接TP22端，TP22端连接二极管Z58-1的负极和二极管Z58-1的正极，二极管Z58-1的正极接地，二极管Z58-1的负极连接2.75VA电压端；

VMc端通过并联连接的电阻R380、电阻R381、电阻R382和电阻R149接地，VMc端连接二极管Z1-1的负极和二极管Z1-2的正极，二极管Z1-1的正极和二极管Z1-2的负极分别连接-15VA电压端和+15VA电压端；VMc端通过电阻R144连接运算放大器U21A的同相输入端，运算放大器U21A的反相输入端连接运算放大器U21A的输出端，运算放大器U21A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端；

运算放大器U21A的输出端通过电阻R148连接运算放大器U21B的反相输入端，运算放大器U21B的反相输入端通过电阻R150连接运算放大器U21B的输出端，运算放大器U21B的正相输出端接地；

运算放大器U21B的输出端通过电阻R145连接电容C49的一端和电阻R146的一端，电容C49的另一端连接运算放大器U22B的输出端，电阻R146的另一端连接运算放大器U22B的同相输入端，运算放大器U22B的同相输入端通过电容C50接地，运算放大器U22B的反相输入端连接运算放大器U22B的输出端；

运算放大器U22B的输出端通过电阻R147连接运算放大器U22A的反相输入端，运算放大器U22A的反相输入端通过电阻R151连接运算放大器U22A的输出端，运算放大器U22A的同相输入端通过电阻R142连接+5VREF端并通过电阻R143接地，运算放大器U22A的正电源端和负电源端分别连接+15VA电压端和-15VA电压端，运算放大器U22A的输出端通过电阻R440连接TP23端，TP23端连接二极管Z2-1的负极和二极管Z2-1的正极，二极管Z2-1的正极接地，二极管Z2-1的负极连接2.75VA电压端。

有源滤波装置包括驱动电路，驱动电路包括TLP250芯片U1、UC2845B芯片U2和TLP250芯片U3；

TLP250芯片U1的第2引脚连接电阻R2的一端和电阻R26的一端，二极管D7的负极和二极管D4的正极均连接电阻R2的另一端，二极管D7的正极接地，二极管D4的负极通过并联连接的电容C23和电阻R4接地并通过电阻R21连接DRV1端，TLP250芯片U1的第3引脚接地；

TLP250芯片U1的第5引脚连接电容C5的一端、电容C6的一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、二极管D3的正极、PNP三极管的集电极、二极管D11-2的正极和-15V电压端；

TLP250芯片U1的第8引脚连接电容C2的一端、电容C3的一端、二极管D2的负极、NPN三极管Q3的集电极、二极管D1的负极、二极管D11-1的负极和+15V电压端；

TLP250芯片U1的第6引脚连接NPN三极管Q3的基极和PNP三极管的基极，NPN三极管Q3的发射极和PNP三极管的发射极均连接DRV1_G端和二极管D1的正极，电容C2的另一端、电容C3的另一端、二极管D2的正极、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、二极管D3的负极均连接DRV1_E端，DRV1_G端和DRV1_E端之间设置有电容C1；

TLP250芯片U3的第2引脚连接电阻R17的一端和电阻R25的一端，二极管D18的负极和二极管D16的正极均连接电阻R17的另一端，二极管D18的正极接地，二极管D16的负极通过并联连接的电容C22和电阻R18接地并通过电阻R22连接DRV2端，TLP250芯片U3的第3引脚接地；

TLP250芯片U3的第5引脚连接电容C20的一端、电容C21的一端、电阻R19的一端、电阻R29的一端、二极管D5的正极、PNP三极管Q6的集电极、二极管D12的正极、二极管D8-1的正极和-15V电压端；

TLP250芯片U3的第8引脚连接电容C17的一端、电容C18的一端、二极管D13的负极、NPN三极管Q4的集电极、二极管D12的负极、二极管D8-2的负极和+15V电压端；

TLP250芯片U3的第6引脚连接NPN三极管Q4的基极和PNP三极管Q6的基极，NPN三极管Q3的发射极和PNP三极管的发射极均连接DRV2_G端和二极管D12的正极，电容C17的另一端、电容C18的另一端、二极管D13的正极、电容C20的另一端、电容C21的另一端、电阻R19的另一端、电阻R20的另一端、二极管D5的负极均连接DRV2_E端，DRV2_G端和DRV2_E端之间设置有电容C16；

二极管D11-1的正极和二极管D11-2的负极通过电容连接线圈T1-1的一端，二极管D11-2的正极连接线圈T1-1的另一端；二极管D8-1的正极和二极管D8-2的负极通过电容连接线圈T1-2的一端，二极管D8-2的正极连接线圈T1-2的另一端；线圈T1-1和线圈T1-2分别与线圈T1-3为互感线圈；线圈T1-3的一端通过并联连接的电容C24和C13接地，线圈T1-3的另一端连接NPN三极管Q1的发射极和PNP三极管Q2的发射极；

NPN三极管Q1的集电极通过串联连接的电阻R23和电阻R7连接+24V电压端，+24V电压端通过并联连接的电容C8和电容C7接地；

UC2845B芯片U2包括VFB引脚、COMP引脚、RTCT引脚、VREF引脚、ISNS引脚、VCC引脚、OUT引脚和GND引脚；

NPN三极管Q1的基极和PNP三极管Q2的基极连接并通过电阻R10接地，PNP三极管Q2的集电极通过电阻R24接地；PNP三极管Q2的基极通过并联连接的电容C15和电阻R9连接二极管D10-1的负极、二极管D10-2的负极和OUT引脚；二极管D10-1的正极和二极管D10-2的正极均连接GND引脚并接地，VFB引脚通过电阻R11接地，RTCT引脚通过电阻R12连接VREF引脚并通过电容C14接地，ISNS引脚通过电阻R14接地，VCC引脚连接+24V电压端并通过电容C15接地，COMP引脚通过电阻R13接地并连接二极管D9-1的正极，VREF引脚连接二极管D9-2的负极，二极管D9-1的负极和二极管D9-2的正极通过串联连接的电容C9和电容C10连接VREF引脚，电阻R8与串联连接的电容C9和电容C10并联，电容C9和电容C10的连接端接地。

驱动电路用于驱动有源滤波装置完成，有效降低单相电流对变压器和线路的损耗，可以有效的提高电网设备的正常运行和稳定性。

本发明装置为电力部门和电气用户专门设计，能够有效补偿无功功率，实现三相平衡，提高电能质量，降低损耗，是不可或缺的节能设备；同时装置可以提供配电运行数据，为制定经济、安全的电力运行方案和设备增容提供了一套完整的科学依据。