CN101834444A - 有源滤波无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源滤波无功补偿装置包括电网、隔离开关、熔断器、可控硅模块、电容器、数据采集控制器、IGB驱动器；由隔离开关上桩头用铜排连接电网下桩头，隔离开关下桩头用导线连接熔断器上桩，熔断器下桩连接可控硅模块，再由可控硅模块下桩连接电容器，可控硅模块是由数据采集控制器快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消，消除谐波，IGB驱动器发出信号给可控硅模块导通，使电容器工作，电容器在系统中补偿电压减少无功的损耗；其控制系统的数据采集控制器用来完成电流采样、电压采样、容性返回信号、pc通讯、A/D转换，GB驱动器的功能则是对收集数据采集控制器采样的信号和保护信号转化为驱动信号。

Description

有源滤波无功补偿装置

技术领域

本发明型涉及一种滤波无功补偿装置，尤其涉及一种有源滤波无功补偿装置。

背景技术

有源滤波无功补偿装置原设计采用LC无源滤波器来滤除谐波，采用电力电容器、SVC来进行无功补偿。其LC滤波器存在以下缺陷：体积大，损耗大，同时需要大量有色金属，浪费资源；只能进行固定补偿，不能抑制电压波动、电压闪变和三相不平衡只能抑制固定频率的谐波；在一定条件下会发生谐振而使某次谐波放大，甚至发生事故；滤波特性受系统参数影响大；存在过载问题。无功补偿设备也存在以下缺陷：反映速度慢；补偿量为离散量，无法完全补偿；会将系统谐波放大；有可能发生谐振，造成系统不稳定。

如图1所示，原设计采用LC无源滤波器滤除谐波。串联谐振是L、C在某次频率电流时，发生的谐振：此时，L、C串联回路对该次电流的阻抗为零(感抗大小等于容抗大小，且方向相反)，对该次电流短路，这时该次谐波电流几乎都从此处流过，这就是无源滤波的原理。此方法是给有害的谐波提供一个短路通道，在这个通道中，只在本身的直流电阻上消耗一些谐波能量，大部分还都在谐波源和此L、C短路通道中流动。

发明型内容

所要解决的技术问题：针对以上不足本发明型提供了一种滤波及无功补偿皆较稳定的有源滤波无功补偿装置。

技术方案：一种有源滤波无功补偿装置包括电网、隔离开关、熔断器、可控硅模块、电容器、数据采集控制器、IGB驱动器；由隔离开关上桩头用铜排连接电网下桩头，隔离开关下桩头用导线连接熔断器上桩，熔断器下桩连接可控硅模块，再由可控硅模块下桩连接电容器，可控硅模块是由数据采集控制器快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消，消除谐波，IGB驱动器发出信号给可控硅模块导通，使电容器工作，电容器在系统中补偿电压减少无功的损耗；其控制系统的数据采集控制器用来完成电流采样、电压采样、容性返回信号、pc通讯、A/D转换，GB驱动器的功能则是对收集数据采集控制器采样的信号和保护信号转化为驱动信号。所述的隔离开关(1)下桩头与熔断器(2)上桩的连接导线为10平方导线。

有益效果：本发明型基于高速的滤波补偿技术，消除各种形式的谐波，可应用于各种在谐波污染的工况，尤其适用于快速变化的负载；可自动根据系统无功功率的变化而改变补偿容量，从而达到最佳的补偿效果。

附图说明

图1为原设计的原理图；

图2为本发明型的原理图；

图3基于SZQ-IGB控制系统的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明型作进一步详细地说明。

如图2所示，在整个系统中，由隔离开关1上桩头用铜排连接电网下桩头连接系统作明显的断开进行检查维修。隔离开关1下桩头用10平方导线连接熔断器2上桩，熔断器2下桩连接可控硅模块3。再由可控硅模块3下桩连接电容器4。它们之间的工作关系是，熔断器2是为了保护整个系统中任何元件发生故障时作保护作用，可控硅模块3是在系统中由数据采集控制器(SZQ)5快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消，从而消除谐波，避免系统电压、电流波形发生畸变，IGB驱动器6发出信号给可控硅导通，使电容器工作，电容器是在系统中补偿电压减少无功的损耗。

有源滤波无功补偿装置与谐波源并联，通过实时检测跟踪谐波源负载产生的谐波电流，快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消，从而消除谐波，避免系统电压、电流波形发生畸变。装置具有自适应功能，可对频率和大小都变化的谐波进行补偿，对补偿对象有极快的响应。安装于成套设备上可以对系统进行电压无功综合控制，以满足电网无功功率供需平衡，改善供电电压质量，减少电能损耗。该装置可自动根据系统无功功率的变化而改变补偿容量，从而达到最佳的补偿效果。

有源滤波无功补偿装置利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、电位相反的电流，使电网的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。有源滤波器不仅能补偿各次谐波，还可以抑制电压闪变现象，补偿无功功率，具有再适应功能，可自动跟踪补偿变化的谐波，具有高度可控性和快速响应等特点。由于电力有源滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，在谐波抑制方面有很大的优势，因而受到广泛的重视。与无源电力滤波器相比，有源滤波无功补偿装置具有下列优势：

(1)不会因制造误差、设备老化、电网频率变化造成滤波效果下降；

(2)不容易与电网产生谐振，造成谐波放大；

(3)可以仅仅对谐波进行抑制，不引入大的无功；

(4)适应于多种性质(阻、感、容性)的负载；

(5)具有处理复杂频谱谐波的能力。

其控制系统设计如下：

有源滤波无功补偿装置的控制系统是其滤波效果好坏的关键。如图3所示：

数据采集控制器(SZQ)5用来完成采样控制(电流采样、电压采样)、容性返回信号、pc通讯、A/D转换。IGB驱动器6的功能则是对收集数据采集控制器采样的信号和保护信号转化为驱动信号。

这种SZQ用于谐波电流检测和IGB用于电流PWM控制的全数字控制系统结构充分发挥了SZQ和IGB各自的优势，克服了传统单SZQ控制系统中采样频率与控制算法的复杂程度相互制约的缺点，使SZQ实现了复杂的控制算法，并显著提高了采样频率，从而提高了开关频率，达到了更好的补偿效果；而且用IGB进行PWM控制和驱动保护比在SZQ中用软件实现相应功能更为快速、可靠。

虽然本发明型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明型，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (2)

1.一种有源滤波无功补偿装置包括电网，其特征在于：还包括隔离开关(1)、熔断器(2)、可控硅模块(3)、电容器(4)、数据采集控制器(5)、IGB驱动器(6)；由隔离开关(1)上桩头用铜排连接电网下桩头，隔离开关(1)下桩头用导线连接熔断器(2)上桩，熔断器(2)下桩连接可控硅模块(3)，再由可控硅模块(3)下桩连接电容器(4)，可控硅模块(3)是由数据采集控制器(5)快速生成与之大小相等方向相反的电流加以抵消，消除谐波，IGB驱动器(6)发出信号给可控硅模块(3)导通，使电容器(4)工作，电容器(4)在系统中补偿电压减少无功的损耗；其数据采集控制器(SZQ)5用来完成采样控制(电流采样、电压采样)、容性返回信号、pc通讯、A/D转换，IGB驱动器(6)的功能则是对收集数据采集控制器采样的信号和保护信号转化为驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种有源滤波无功补偿装置，其特征在于：所述的隔离开关(1)下桩头与熔断器(2)上桩的连接导线为10平方导线。

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