[实用新型]有源电力滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力滤波系统，尤其是一种有源电力滤波装置。

背景技术

目前谐波治理的方法主要有无源滤波技术和有源滤波技术两种。无源滤波装置是目前最为常规的谐波抑制手段，无源滤波回路由电容器串联电抗器形成串联谐振，对基波呈容性，电容对基波频率产生无功功率补偿，对谐波形成低阻抗，让谐波流入滤波器以减少对电网的注入。无源滤波装置结构简单，成本较低，但是也存在着难以克服的缺陷：1、滤波特性受系统参数的影响较大，极易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振。2、只能消除特定的几次谐波(例如针对5次谐波，必须设置5次滤波支路；针对7次谐波，必须设置7次滤波支路。)而对其他的某次谐波则会产生放大作用。3、滤波、无功补偿、调压等要求之间有时难以协调。4、谐波电流增大时，滤波器负担随之加重，可能造成滤波器过载，甚至损坏设备。5、有效材料消耗多，体积大。6、电容的存在容易在滤波同时对系统造成过补偿现象。7、电解电容在工作一段时间后容易发生容量的衰减，造成失谐，影响对固定频率的谐波的滤波效果。无源滤波技术技术相对有源滤波技术来说，技术比较落后，且滤除效果不佳。设计原因或者后期使用过程中由于用户生产负载的变化很容易造成失谐。严重时可能造成电力系统的谐振，严重影响用电安全。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能有效对电网谐波进行滤除，保护用户设备免受系统谐波污染影响、优化电网运行环境，提高电力系统稳定性的有源电力滤波装置。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种有源电力滤波装置，包括进线断路器、IGBT变流器、直流电容器、滤波回路、控制保护单元、检测元件以及电抗器，其中进线断路器经电抗器、滤波回路连接IGBT变流器，控制保护单元的输入端连接检测元件的输出端，控制保护单元的输出端连接IGBT变流器的控制端。

本新型还包括预充电回路，该回路串联在进线断路器和电抗器之间，由预充电电阻和接触器并联组成。

所述控制保护单元包括主控单元以及和主控单元双向连接的人机界面，其中主控单元包括谐波检测单元、驱动单元以及调节&监测单元。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型采用有源滤波，实现了动态补偿，可对频率和大小均变化的无功功率进行补偿，对补偿对象的变化有极快的响应速度。本新型可同时补偿多次谐波电流和非整数倍次的谐波电流，既可以对一个谐波和无功源进行单独补偿，也可对多个谐波和无功源进行集中补偿；当线路中的谐波电流突然增大时有源滤波器不会发生过载，并且能正常发挥作用，不需要与系统断开。

附图说明

图1是本实用新型原理框图；

图2是本实用新型原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：如图1所示，一种有源电力滤波装置，包括进线断路器、IGBT变流器、直流电容器、滤波回路、控制保护单元、检测元件、预充电回路以及电抗器，其中进线断路器经预充电回路、电抗器、滤波回路连接IGBT变流器，控制保护单元的输入端连接检测元件的输出端，控制保护单元的输出端连接IGBT变流器的控制端。

本新型的原理图如图2所示，预充电回路由预充电电阻和接触器并联组成。控制保护单元包括主控单元以及和主控单元双向连接的人机界面，其中主控单元包括谐波检测单元、驱动单元以及调节&监测单元。检测元件为电流互感器等。

工作原理：进线断路器合闸后，装置首先通过预充电电阻对DC母线的电容充电，这个过程持续约8s，用以防止上电时对DC母线电容器的瞬间冲击。当母线电压达到额定值之后，预充电接触器闭合。随后功率模块开始工作；同时LC滤波回路工作。

直流电容作为储能元件，为通过IGBT变流器和内部进线电抗器向外输出补偿电流提供能量。同时，直流电容器通过电源变换器向控制与监测系统提供工作电源。

本产品基于自适应消谐算法和瞬时无功计算相结合方法的谐波主动补偿算法、电网电压处理、负荷电流处理、直流侧电压控制、电流跟踪控制、闭环控制技术创新算法，不但能有效对电网谐波进行滤除，还可以保护用户设备免受系统谐波污染影响、优化了电网运行环境，提高了电力系统的稳定性。