[实用新型]一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量检测管理技术领域，特别涉及一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器。

背景技术

而随着电力系统的发展，对电网稳定性要求越来越高，大量电能质量控制装置广泛安装在电网之中。这些电能质量控制装置的装设对电弧检测也产生极大影响，如有源电力滤波器(APF)的应用虽然对谐波和不平衡电流有明显改善作用，但是当故障电弧出现时，电流中的高频谐波分量有可能被APF滤除导致原有故障电弧检测设备无法正常检测到故障电弧。

电弧是一种气体放电现象，是电流通过某些绝缘介质所产生的瞬间火花。随着我国经济水平的提高，生活用电量增加迅速，配电系统也越来越复杂。由于配电线路空间有限，配电箱中许多导线捆绑一起，当用电处于过负荷状态时会使得电缆绝缘受到损害，进而产生故障电弧引发电气火灾。另外，当线路与线路之间接触不良或环境因数的影响，出现用电通断情况时，连接点处会产生故障电弧进而引发火灾。由于故障电弧的电压有效值与非故障时电压有效值接近，当发生故障电弧时，保护装置将很难发现。

然而，由于有源电力滤波器的安装，电流中的高频谐波分量有可能被滤除导致原有故障电弧检测设备无法正常检测到故障电弧，影响故障电弧检测设备的正常工作。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本实用新型提供一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器，将故障电弧的电流检测与有源电力滤波的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使用共同的主控制单元同时进行故障电弧分析和补偿指令电流计算，使装置能够在故障电弧特征电流被滤掉前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器，包括电压传感器、电流传感器、采样电路、信号处理电路、主控MCU、电弧故障报警电路、开关量隔离输出电路、IGBT驱动电路和APF主电路。

所述的主控MCU通过信号处理电路和采样电路连接电压传感器和电流传感器，主控MCU还连接电弧故障报警电路和IGBT驱动电路，同时还通过IGBT驱动电路连接APF主电路，主控MCU通过IGBT驱动电路输出IGBT的触发脉冲，通过APF主电路实时补偿负载谐波和不平衡电流。

所述的主控MCU将同一电压和电流采样信号分别经过故障电弧分析和指令电流计算后，分别进行故障电弧报警输出和IGBT触发指令输出；使装置能够在故障电弧特征电流被滤掉前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

所述的主控MCU在输出故障电弧报警的同时还通过开关量隔离输出电路控制电源断路器的断开，故障时切断电源。

所述的APF主回路为电力电子变流器，包括多组IGBT单元，组成两电平或三电平三相电压源型换流器拓扑，还可以组成分相H桥结构拓扑。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器，将故障电弧的电流检测与有源电力滤波的电流检测部分进行共享，采用同一检测信号，使装置能够在故障电弧特征电流被滤掉前被采样出来，保证故障电弧的准确检测。

2、本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器，利用同一主控MCU对同一电流数据进行处理，分别计算故障电弧特征值和补偿指令电流值，分别对故障电弧报警电路和滤波的IGBT驱动电路进行控制，完美的实现了用单个设备实现两种功能的同时兼顾使用，有效解决由于有源电力滤波器的使用而造成故障电弧被漏判、误判的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的结构示意图；

图2为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的主控MCU控制结构示意图；

图3为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的实施例的两电平APF主回路结构图；

图4为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的实施例的三电平APF主回路结构图；

图5为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的实施例的分相H桥结构APF主回路结构图；

图6为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器的实施例的补偿指令电流计算方法；

图7为本实用新型的一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器中的故障电弧检测方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。