[实用新型]并联型电力有源滤波装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于输电网消除谐波和进行无功补偿的并联型电力有源滤波装置。

背景技术：

近年来，随着越来越多的电力电子设备及非线性、冲击性设备的广泛应用，电网中的谐波污染日趋严重。谐波的出现不仅使电能生产、传输和利用的效率降低，而且还会破坏或影响周围用电设备的正常工作，干扰无线电通讯，从而造成人所共识的危害。因此，对谐波的抑制及滤除日益引起人们的关注。目前国内在配电网这级用于抑制谐波和调节无功的传统方法是采用由电抗器和电容器组成的无源滤波器，但该虑波器一般只适用于补偿固定频率的谐波，其针对性较强，滤波效果会受到电网阻抗和运行状态的影响，严重时甚至会和电路中其它元件发生谐振，从而造成谐波的放大。

实用新型内容：

为了克服谐波对电网的污染，本实用新型提供一种并联型电力有源滤波装置，该装置可以实现滤除谐波、动态补偿无功、抑制谐振、提高功率因数的功能。

本实用新型所采用的技术方案是：它是由控制模块、驱动模块、功率模块、电感模块、高频滤波模块、继电模块及液晶显示模块组成。测得电网负载的电流信号进控制模块，通过实时检测负载电流波形，除去波形中基波成份，将剩余部分的波形反向后作为补偿电流的指令信号，控制模块计算出经驱动模块后作用于补偿功率模块各开关器件的触发脉冲，产生与谐波和无功分量大小相等、方向相反的补偿电流，将此电流信号经电感模块、高频滤波模块、继电模块注入供电系统中，从而使电网电流中只含有基波分量，实现滤除谐波、动态补偿无功、抑制谐振、提高功率因数的功能。其中功率模块是有源滤波器的功率单元，包括U、V、W、X、Y、Z共6个IGBT组成的3个半桥、散热器和风机、直流电容C_d、功率驱动板、电流霍尔传感器HL₁-HL₃、直流电压采集板HV部分，该功率模块采用直流侧并联无感电容C_n的方法来抑制关断过电压；直流侧电解电容C_d起能量缓冲作用，工作时维持直流侧电压在较小范围内波动。控制模块负责检测负载电流，根据液晶显示模块的设置从中检出需要补偿的谐波电流，实时发出电流指令，经过电流控制器，产生驱动信号送往驱动模块电路以控制功率模块IGBT开断生成补偿电流。继电模块包括预充电电路、直流母线放电回路。预充电电路由充电电阻器R和接触器K₁组成，并联型电力有源滤波装置投入电网之前，接触器K断开，电网电压经充电电阻R对直流电容预充电，预充电结束后，K闭合，并联型电力有源滤波装置投入运行。放电回路由交流接触器K₁的辅助触点和放电电阻R₂组成。接触器K和K₁辅助触点具有互锁性，K闭合时K₁辅助触点断开，这可以保证系统运行时放电电阻R₂不会接到母线上。接触器K将有源滤波器从电网中切除时，K₁辅助触点将吸合对直流侧电容进行放电，以保护设备及操作人员的安全。电感模块由主电感L和滤波电感L₁组成。高频滤波模块由断路器S₁、交流CBB电容器C₁和电阻器R₁组成，主要用于滤除高次电流谐波。

本实用新型的有益效果是，此装置作用于电网中，可以实现滤除谐波、动态补偿无功、抑制谐振、提高功率因数的功能，从而达到改善供电系统安全性、节能降耗的目的。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明：

图1是并联型电力有源滤波装置系统构成原理图。

图2是主电路原理图。

图中，1：控制模块，2：驱动模块，3：功率模块，4：电感模块，5：高频滤波模块，6：继电模块，7：非线性负载。

具体实施方式：

在图1中，本实用新型的并联型电力有源滤波装置是由控制模块、驱动模块(2)、功率模块(3)、电感模块(4)、高频滤波模块(5)、继电模块(6)及液晶显示模块组成；测得电网负载的电流信号进控制模块(1)，控制模块(1)计算出经驱动模块(2)后作用于补偿功率模块(3)各开关器件的触发脉冲，产生与谐波和无功分量大小相等、方向相反的补偿电流，将此电流信号经电感模块(4)、高频滤波模块(5)、继电模块(6)注入供电系统中，从而使电网电流中只含有基波分量，实现滤除谐波、动态补偿无功、抑制谐振、提高功率因数的目的。

在图2中，功率模块(3)包括U、V、W、X、Y、Z共6个IGBT组成的3个半桥、散热器和风机、直流电容C_d、并联无感电容C_n、功率驱动板、电流霍尔传感器HL₁-HL₃、直流电压采集板HV部分。继电模块(6)包括预充电电路、直流母线放电回路。预充电电路由充电电阻器R和接触器K₁组成，并联型电力有源滤波装置投入电网之前，接触器K断开，电网电压经充电电阻R对直流电容预充电，预充电结束后，K闭合，并联型电力有源滤波装置投入运行。放电回路由交流接触器K₁的辅助触点和放电电阻R₂组成。接触器K和K₁辅助触点具有互锁性，K闭合时K₁辅助触点断开。接触器K将有源滤波器从电网中切除时，K₁辅助触点将吸合对直流侧电容进行放电，以保护设备及操作人员的安全。电感模块由主电感L和滤波电感L₁组成。高频滤波模块由断路器S₁、交流CBB电容器C₁和电阻器R₁组成。