[发明专利]具有节能降耗兼谐波治理的有源滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力用设备的技术领域，更具体地说是涉及电力用滤波装置的技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，但也使非线性负载大量增加，由于各种电力电子器件在工业生产中得到广泛应用，如变频器、软启动器等非线性负载在工作时都会产生大量的电网谐波，这种谐波会严重影响电网的运行质量，加大供电能耗。因此，就需要采用滤波装置消除这种谐波，现有的滤波装置其存在的缺陷在于，谐波的滤除率不够理想，不能够做到快速，高效地进行滤波作业，难以实时跟踪电网谐波变化，一般的滤波装置仅具有滤波功能，而不能进行无功补偿，不能对瞬间对高于额定容量进行涌流补偿，从而达到消除闪变和电压波动的目的，其已不能完全适应对现代电网滤波的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述之不足而提供一种节能降耗，谐波滤除快速且效率高，可以实时跟踪电网谐波变化，响应速度快，具有无功补偿功能，能对瞬间高于额定容量进行涌流补偿，消除闪变和电压波动的具有节能降耗兼谐波治理的有源滤波装置。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

具有节能降耗兼谐波治理的有源滤波装置，它主要由柜体、主电路模块、变流器模块、输出电抗器、输出滤波回路、控制电路模块和HRT-SPF控制模块构成，所述柜体内设置有纵向隔板，所述主电路模块主要由固定安装在柜体内隔板正侧中部的主断路器、交流接触器、快速熔断器、预充电电阻、电源进线端子构成，其中主断路器、交流接触器和快速熔断器通过电缆串联接，预充电电阻通过电缆与交流接触器并联接，电源进线端子一端与主断路器的进线端电连接，另一段预留；所述变流器模块主要由IPM模块、IPM模块触发板、散热器、陶瓷电阻，以及固定安装在柜体内隔板正侧上部的直流侧电容器组、预充电投切回路、电容放电回路和输出电流互感器组成，其中IPM模块触发板固定在IPM模块上，IPM模块通过散热器固定在隔板上，所述直流侧电容器组由三个直流侧电容器构成，陶瓷电阻并联于直流侧电容器两端，IPM模块、直流侧电容器、预充电投切回路、电容放电回路间通过电缆电连接，输出电流互感器为穿心式，其直接套在母线上，二次端采样信号与控制电路模块中的运算板电连接；所述输出电抗器固定安装在隔板的正侧下部，其进线端通过电缆与主电路模块中的快速熔断器电连接，其出线端通过电缆与变流器模块中的IPM模块电连接；所述输出滤波回路主要由固定安装在隔板背侧中部的高频滤波断路器、高频滤波电阻和高频滤波电容器组成，其中高频滤波断路器进线端通过电缆分别与高频滤波电阻和主电路模块中的主断路器的出线端电连接，高频滤波电阻和高频滤波电容器之间通过电缆并联接；所述控制电路模块主要由固定安装在隔板背侧上部的主控板、运算板、触发板、主控显示单元、直流电源模块、微型继电器、1P微型断路器、二次熔断器、3P微型断路器和控制变压器构成，其中主控板内嵌于主控显示单元内，主控板、运算板、触发板、直流电源模块、主控显示单元通过网络控制电缆相互电连接，微型继电器与1P微型断路器通过电缆电连接，3P微型断路器设置于二次熔断器的下端，二次熔断器设置为三个，其每个上下两个引脚分别电连接至控制变压器和3P微型断路器的引脚上；所述HRT-SPF控制模块主要由固定在隔板上的核心控制系统和硬件电路构成，其中核心控制系统由相互电连接的高性能32位定点DSP TMS320LF2812芯片和一片CPLD EPM7256AE芯片及外围电路组成；硬件电路由相互电连接的数据采集电路、同步检测电路、PWM隔离驱动电路、硬件保护电路、I/O接口电路、通信电路和电源电路组成。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、可迅速、有效地滤除谐波，效率高，能有效地滤除2-50次谐波，滤除率可达97％，响应时间＜8ms，壳体防护等级达到IP40；

2、既可以滤波又可以进行无功补偿，可以瞬间高于额定容量进行涌流补偿，从而消除闪变和电压波动；

3、可以通过设备自行判断得到最佳滤波效果，并能够自动适应电网的阻抗变化；

4、能实时跟踪电网谐波变化，具有高度可控性和快速响应性，补偿性能不受电网频率波动影响，滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；

5、能有效降低设备损耗，满足国家标准，具有高度可控性和快速响应性，不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；

6、中、英文、图形液晶显示，人机界面清晰友好；

7、具有完善自诊断和监视功能，对故障可具体定位，方便调试；