有源电力滤波器系统及补偿电路的制作方法

本申请涉及电气设备领域，具体而言，涉及一种有源电力滤波器系统及补偿电路。

背景技术：

有源电力滤波器(APF：Active power filter)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，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿。

有源电力滤波器往往通过并联的方式对负载进行动态跟踪补偿，当其中一个或几个出现故障时，有可能出现电流从其他的有源电力滤波器倒灌入出现故障的有源电力滤波器的情况，不利于系统的稳定。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种有源电力滤波器系统及补偿电路，本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统及补偿电路具有防倒灌模块，能够较好地起到防止电流倒流入有源电力滤波器内部的作用。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种有源电力滤波器系统，所述系统包括供电系统、配电系统、电流互感器、负载以及多个补偿电路，所述供电系统与所述配电系统电连接，所述配电系统与所述电流互感器电连接，所述电流互感器的一端与所述负载电连接，所述电流互感器的另一端分别与所述多个补偿电路中的每个电连接，所述多个补充电路中的每个均包括有源电力滤波器以及防倒灌模块，所述防倒灌模块串联于所述有源电力滤波器与所述电流互感器之间。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述多个防倒灌模块均为ORing电路。

防倒灌模块具体可以为Oring电路，ORing电路能够出现较好的电流防倒灌的效果。可以理解，防倒灌模块可以为ORing电路，也可以为其他的具有防倒灌功能的电路。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述多个防倒灌模块中的每个均为ORing电路，且所述ORing电路包括第一辅助电源、第一电阻器、第二电阻器、第一三极管、第一开关以及第一二极管，所述第一辅助电源分别与第一电阻器以及第二电阻器相连接，所述第一电阻器的另一端分别与所述第一三极管的集电极以及第一开关的控制端相连接，所述第二电阻器的另一端分别与所述第一三极管的基极以及第一二极管的正极相连接，所述第一三极管的发射极与对应的有源电力滤波器的输出端相连接，所述第一二极管的负极与所述电流互感器相连接，所述第一开关的一端与对应的有源电力滤波器的输出端相连接，所述第一开关的另一端与所述电流互感器相连接。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述第一开关为场效应管，所述场效应管的栅极与第一电阻器相连接，所述场效应管的源极与所述对应的有源电力滤波器的输出端相连接，所述场效应管的漏极与所述电流互感器相连接。

第一开关具体可以为场效应管，具体的，第一开关也可以为其他的电子元件例如三极管。第一开关的具体元件类型不应该理解为是对本实用新型的限制。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述ORing电路还包括第一电容器，所述第一电容器的一端与所述第一辅助电源的输出端相连接，所述第一电容器的另一端与对应的有源电力滤波器的输出端相连接。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述场效应管为N沟道场效应管。

场效应管具体可以为N沟道场效应管，当然，也可以为其他类型的场效应管，例如P沟道场效应管。场效应管的具体类型不应该理解为是对本实用新型的限制。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述供电系统为电网或发电机。

供电系统具体可以为电网或发电机，当然，供电系统也可以为其他的供电设备。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述电流互感器为贯穿式电流互感器。

电流互感器可以为贯穿式电流互感器，当然，电流互感器也可以为其他类型的电流互感器，例如支柱式电流互感器。电流互感器的具体类型不应该理解为是对本实用新型的限制。

优选地，上述的有源电力滤波器系统中，所述电流互感器为支柱式电流互感器。

可以理解，电流互感器具体可以为支柱式电流互感器。当然，电流互感器也可以为其他的类型，例如贯穿式电流互感器。电流互感器的具体类型不应该理解为是对本实用新型的限制。

本实用新型实施例还提供了一种补偿电路，设置于上述的有源电力滤波器系统中。

本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统及补偿电路的有益效果为：

本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统及补偿电路包括供电系统、配电系统、电流互感器、负载以及多个补偿电路。所述供电系统与所述配电系统电连接，所述配电系统与所述电流互感器电连接，所述电流互感器的一端与所述负载电连接，所述电流互感器的另一端分别与所述多个补偿电路中的每个电连接。所述多个补充电路中的每个均包括有源电力滤波器以及防倒灌模块，所述防倒灌模块串联于所述有源电力滤波器与所述电流互感器之间。本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统及补偿电路通过防倒灌模块的设置，能够较好地起到防止电流倒流入有源电力滤波器内的作用。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统的示意性结构框图；

图2是图1中防倒灌模块的一种具体实施方式的电路图；

图3是图1中示出的有源电力滤波器的结构示意图；

图4是图1中示出的补偿电路的结构框图。

图标：10-有源电力滤波器系统；100-补偿电路；110-有源电力滤波器；120-防倒灌模块；210-供电系统；220-配电系统；230-电流互感器；240-负载。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

详情请参见图1，图1示出了本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统10，包括供电系统210、配电系统220、电流互感器230、负载240以及多个补偿电路100。所述供电系统210与所述配电系统220电连接，所述配电系统220与所述电流互感器230电连接，所述电流互感器230的一端与所述负载240电连接，所述电流互感器230的另一端分别与所述多个补偿电路100中的每个电连接。

供电系统210具体可以为电网或发电机，用于经过配电系统220以及电流互感器230给负载240供电。

配电系统220指的是将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统，是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。

电流互感器230是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器230在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器230的工作状态接近短路。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器230就起到电流变换和电气隔离作用。

所述多个补充电路中的每个均包括有源电力滤波器110以及防倒灌模块120，详情请参见图4。所述防倒灌模块120串联于所述有源电力滤波器110与所述电流互感器230之间。有源电力滤波器110的结构示意图可以参见图3。

防倒灌模块120具体可以为ORing电路，且所述ORing电路包括第一辅助电源V1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第一三极管Q1、第一开关K1、第一二极管D1以及第一电容器C1，详情请参见图2。

所述第一辅助电源V1分别与第一电阻器R1以及第二电阻器R2相连接。

所述第一电阻器R1的另一端分别与所述第一三极管Q1的集电极以及第一开关K1的控制端相连接。

所述第二电阻器R2的另一端分别与所述第一三极管Q1的基极以及第一二极管D1的正极相连接。

所述第一三极管Q1的发射极与对应的有源电力滤波器110的输出端VCC+相连接，所述第一二极管D1的负极可以与所述电流互感器230相连接。

所述第一开关K1的一端可以与对应的所述有源电力滤波器110的输出端VCC+相连接，所述第一开关K1的另一端可以与所述电流互感器230相连接。

所述第一开关K1具体可以为场效应管，所述场效应管的栅极(对应第一开关K1的控制端)与所述第一电阻器R1相连接，场效应管的源极可以与对应的所述有源电力滤波器110的输出端VCC+相连接，所述场效应管的漏极与电流互感器230相连接。该场效应管具体可以为N沟道场效应管。

可以理解，第一开关K1具体可以为场效应管，也可以为其他能够起到导通截止作用的电气元件，例如三极管，第一开关K1为何种电气元件不应该理解为是对本实用新型的限制。

可以理解，场效应管具体可以为N沟道场效应管，也可以为其他类型的场效应管，例如P沟道场效应管，场效应管的具体类型不应该理解为是对本实用新型的限制。

所述第一电容器C1的一端与述第一辅助电源V1的输出端相连接，所述第一电容器C1的另一端与对应的有源电力滤波器110的输出端VCC+相连接。

本实用新型实施例提供的电源放倒灌电路的工作原理为：

当第一辅助电源V1通过第一电阻器R1导通第一开关K1的控制端(即场效应管的栅极)时，第一开关K1导通(即场效应管的源极与场效应管的漏极导通)，与该防倒灌模块120对应的有源电力滤波器110的输出端VCC+向电流互感器230输出电流。此时，从第一辅助电源V1输出的电流还依次经过第二电阻器R2以及第一二极管D1流向电流互感器230的方向。

当有电流沿从电流互感器230向有源电力滤波器110的输出端VCC+的方向流动时，从第一辅助电源V1输出的电流经过第二电阻器R2后，不能继续流向第一二极管D1，故从第一辅助电源V1输出的电流流向第一三极管Q1的基极，从而使得第一三极管Q1的集电极与第一三极管Q1的发射极导通。

即从第一辅助电源V1输出的电流依次经过第一电阻器R1、第一三极管Q1的集电极、第一三极管Q1的发射极，而不再导通第一开关K1的控制端(即场效应管的栅极)，故第一开关K1关断(即场效应管的源极与场效应管的漏极截止)，阻止电流由电流互感器230方向流入有源电力滤波器110的输出端VCC+方向。因此，能够较好地防止电流倒流至有源电力滤波器110的内部。

本实用新型实施例还提供了一种补偿电路100，设置于上述的有源电力滤波器系统10中。

本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统10及补偿电路100包括供电系统210、配电系统220、电流互感器230、负载240以及多个补偿电路100。所述供电系统210与所述配电系统220电连接，所述配电系统220与所述电流互感器230电连接，所述电流互感器230的一端与所述负载240电连接，所述电流互感器230的另一端分别与所述多个补偿电路100中的每个电连接。所述多个补充电路中的每个均包括有源电力滤波器110以及防倒灌模块120，所述防倒灌模块120串联于所述有源电力滤波器110与所述电流互感器230之间。本实用新型实施例提供的有源电力滤波器系统10及补偿电路100通过防倒灌模块120的设置，能够较好地起到防止电流倒流入有源电力滤波器110内的作用。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。