CN103269074B - 一种动态谐波滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动态地调节可变电抗器的电抗参数来稳定动态谐波滤波的装置。该动态谐波滤波装置，用于在动态谐波滤波器的电抗参数发生变化导致谐振频率漂移时，动态调节可变电抗器来稳定谐振频率，同时降低谐波对电气设备的危害，并且提高电气设备在电网中运行的效率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及克服谐波危害，提高电能质量等技术领域，特别是涉及一种动态地调节可变电抗器的电抗参数来稳定动态谐波滤波装置。
背景技术
随着工业技术的快速发展，诸多非线性负荷，如大型电弧炉、电力机车、整流设备、变频装置、电镀电解设备、中高频感应加热设备、电池充电机、晶闸管温控加热设备、通讯设备、音像设备、变频器、计算机等接入电网，电网谐波含量逐年升高。电网谐波导致的各种危害日益突出，如增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率；产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热；引起无功补偿电容器谐振和谐波放大，导致电容器因过电流或过电压而损坏或无法投入运行；干扰邻近的电力电子设备、工业控制设备和通讯设备，影响设备的正常运行等。这些危害使我们认识到电力谐波进行治理刻不容缓。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对动态谐波滤波器的电抗参数如何控制调节以达到谐振频率的问题，提供一种确定可变电抗器一次侧电抗的装置，使得动态谐波滤波器调谐到期望频率，让动态谐波滤波器在长期工作过程中滤波精度和滤波效果始终不变。
本发明采用以下技术方案：一种动态谐波滤波装置，一种动态谐波滤波装置，其特征是包括有滤波装置和检测装置，所述滤波装置包括反并联晶闸管、可变电抗器、控制线圈、至少六个以上电容器的电容器组和隔离开关，所述可变电抗器的一端与电容器组串联，另一端与隔离开关串联，反并联晶闸管的两接线端分别与控制线圈的两端相连接构成回路，多组断路器与数量相同的电容器一一串联的电路经过并联后形成电容器组，检测装置包括电压传感器、电流传感器、谐波频率检测装置、谐波电流检测装置、变送器和处理器，所述变送器分别连接电压传感器、电流传感器、谐波频率检测装置和谐波电流检测装置，变送器将电压传感器获取的电压信号、电流传感器获取的电流信号、谐波频率检测装置获取的的频率信号和谐波电流检测装置获取的电流信号转换成适合于A/D 转换电路的信号，使连续的模拟信号转变成离散的数字信号，所述变送器连接处理器，所述处理器连接电容器组，处理器根据信号设定需投入到电容器组的电容容量，所述电容器组中的电容器容量不一并按容量大小依次排序设置，电容器组中的相邻断路器设置有每对断路器只有一个合闸的间隔分合装置看，所述间隔分合装置控制相邻电容器间隔分合，所述处理器设置有最优搜索模块，最优搜索模块接受变送器输送的信号并计算触发反并联晶闸管工作，反并联晶闸管通过控制线圈调整可变电抗器一次侧电抗参数。
作为一种改进，所述间隔分合装置包括第一断路器、第二断路器、第一电容器、第二电容器、旋转组件、第一切换支架和第二切换支架，所述第一切换支架和第二切换支架设置在旋转组件的两侧，所述第一断路器和第一电容器串联设置在第一切换支架相对旋转组件的外侧，所述第二断路器和第二电容器串联设置在第二切换支架相对旋转组件的外侧，所述旋转组件包括有旋转轴、活动架、第一推杆、第二推杆和限位杆，所述第一推杆和第二推杆分别设置在活动架的两侧，所述限位杆设置在活动架的上部，所述活动架设置在旋转轴上与其联动，所述第一切换支架设置有第一弧形槽和第一限位槽，所述第二切换支架设置有第二弧形槽和第二限位槽；所述第一推杆在第一弧形槽中运动并将第一切换支架推至上方时，所述第二推杆在第二弧形槽中运动并将第二切换支架推至下方，所述限位杆运动至第二限位槽处；所述第一推杆在第一弧形槽中运动并将第一切换支架推至下方时，所述第二推杆在第二弧形槽中运动并将第二切换支架推至上方，所述限位杆运动至第一限位槽处。
本发明的有益效果：本发明提供的动态谐波滤波装置，用于在动态谐波滤波器的电抗参数发生变化导致谐振频率漂移时，处理器动态调节可变电抗器来稳定谐振频率，同时降低谐波对电气设备的危害，并且提高电气设备在电网中运行的效率和使用寿命。
本发明能够根据谐波电流的变化确定可变电抗器的最优电抗值，并且具有以下主要的优点：
1. 将电流互感器接在滤波支路，通过检测滤波支路上的谐波电流，以其最大为控制目标来调节动态谐波滤波器，间接地控制系统侧谐波电流最小，动态谐波滤波器也发挥了最佳效果；控制思路简单直观，便于时刻监测动态谐波滤波器效果，自适应能力更强；
2. 采用自寻最优控制方法，免去了电容电抗参数繁复的检测和计算问题，只需采集线路中的电流量，原理简单，效果明显；
3. 同样的线路电压变化对自寻最优控制法的效果影响不大，这是因为自寻最优控制法直接针对线路的滤波效果进行控制，任何导致系统谐波增加的扰动都会引起控制系统开始最优搜索，不必考虑可变电抗器自身产生的谐波以及电路参数造成的干扰等问题，自适应能力更强。
附图说明
图1是本发明动态谐波滤波装置的电路图。
图2是本发明动态谐波滤波装置的结构示意图。
图3是本发明的间隔分合装置的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1、2、3所示，为发明一种动态谐波滤波装置具体实施例。该实施例包括有滤波装置和检测装置，滤波装置包括反并联晶闸管1、可变电抗器2、控制线圈3、至少六个以上电容器的电容器组4和隔离开关5，可变电抗器2的一端与电容器组4串联，另一端与隔离开关5串联，反并联晶闸管1的两接线端分别与控制线圈3的两端相连接构成回路，多组断路器与数量相同的电容器一一串联的电路经过并联后形成电容器组4；滤波装置在电容器组4容量发生变化时动态的调节可变电抗器2的电感来稳定谐振频率，具体是通过控制反并联晶闸管1的导通与关断，改变控制线圈3的电流，从而改变可变电抗器2与控制线圈3之间产生的互感，动态实时调整可变电抗器2的电感，使谐振频率保持不变；降低了谐波对电气设备的危害，提高了电气设备运行的效率和使用寿命。
检测装置包括电压传感器6、电流传感器7、谐波频率检测装置8、谐波电流检测装置9、变送器10和处理器11，变送器10分别连接电压传感器6、电流传感器7、谐波频率检测装置8和谐波电流检测装置9，变送器10将电压传感器6获取的电压信号、电流传感器7获取的电流信号、谐波频率检测装置8获取的的频率信号和谐波电流检测装置9获取的电流信号转换成适合于A/D 转换电路的信号，使连续的模拟信号转变成离散的数字信号，变送器10连接处理器11，处理器11连接电容器组4，处理器11根据信号设定需投入到电容器组4的电容容量，电容器组4中的电容器容量不一并按容量大小依次排序设置，电容器组4中的相邻断路器设置有每对断路器只有一个合闸的间隔分合装置12，间隔分合装置12控制相邻电容器间隔分合，所述处理器设置有最优搜索模块，最优搜索模块接受变送器输送的信号并计算触发反并联晶闸管工作，反并联晶闸管通过控制线圈调整可变电抗器一次侧电抗参数。
作为一种改进的具体实施方式，所述间隔分合装置12包括第一断路器1a、第二断路器1b、第一电容器2a、第二电容器2b、旋转组件30、第一切换支架4a和第二切换支架4b，第一切换支架4a和第二切换支架4b设置在旋转组件30的两侧，第一断路器1a和第一电容器2a串联设置在第一切换支架4a相对旋转组件30的外侧，第二断路器1b和第二电容器2b串联设置在第二切换支架4b相对旋转组件30的外侧，旋转组件30包括有旋转轴3a、活动架3b、第一推杆3c、第二推杆3d和限位杆3e，第一推杆3c和第二推杆3d分别设置在活动架3b的两侧，限位杆3e设置在活动架3b的上部，活动架3b设置在旋转轴3a上与其联动，第一切换支架4a设置有第一弧形槽41a和第一限位槽42a，第二切换支架4b设置有第二弧形槽41b和第二限位槽42b；第一推杆3c在第一弧形槽41a中运动并将第一切换支架4a推至上方时，第二推杆3d在第二弧形槽41b中运动并将第二切换支架4b推至下方，限位杆3e运动至第二限位槽42b处；第一推杆3c在第一弧形槽41a中运动并将第一切换支架4a推至下方时，第二推杆3d在第二弧形槽41b中运动并将第二切换支架4b推至上方，限位杆3e运动至第一限位槽42a处。第一推杆3c通过第一弧形槽41a将第一切换支架4a推至上方时，第二推杆3d在第二弧形槽41b中向下运动，第二切换支架4b受到第二推杆3d的限制而不能进行向上运动，限位杆3e运动至第二限位槽42b处，即使第二推杆3d脱出第二弧形槽41b，第二切换支架4b仍不能进行向上运动，从而实现对第二切换支架4b进行了有效的防误动作闭锁，第二推杆3d在第二弧形槽41b内运动，第二弧形槽41b起到导向作用；第二推杆3d在第二弧形槽41b中推动第二切换支架4b向上运动，第一推杆3c在第一弧形槽41a中向下运动，第一切换支架4a受到第一推杆3c的限制而不能进行向上运动，限位杆3e运动到第一限位槽42a，即使第一推杆3c脱出第一弧形槽41a，第一切换支架4a仍不能进行向上运动，从而实现对第一切换支架4a进行了有效的防误动作闭锁，第一推杆3c在第一弧形槽41a内运动，第一弧形槽41a起到导向作用。
Claims (1)
1.一种动态谐波滤波装置，其特征是包括有滤波装置和检测装置，所述滤波装置包括反并联晶闸管（1）、可变电抗器（2）、控制线圈（3）、至少六个以上电容器的电容器组（4）和隔离开关（5），所述可变电抗器（2）的一端与电容器组（4）串联，另一端与隔离开关（5）串联，反并联晶闸管（1）的两接线端分别与控制线圈（3）的两端相连接构成回路，多组断路器与数量相同的电容器一一串联的电路经过并联后形成电容器组（4），检测装置包括电压传感器（6）、电流传感器（7）、谐波频率检测装置（8）、谐波电流检测装置（9）、变送器（10）和处理器（11），所述变送器（10）分别连接电压传感器（6）、电流传感器（7）、谐波频率检测装置（8）和谐波电流检测装置（9），变送器（10）将电压传感器（6）获取的电压信号、电流传感器（7）获取的电流信号、谐波频率检测装置（8）获取的频率信号和谐波电流检测装置（9）获取的电流信号转换成适合于A/D 转换电路的信号，使连续的模拟信号转变成离散的数字信号，所述变送器（10）连接处理器（11），所述处理器（11）连接电容器组（4），处理器（11）根据信号设定需投入到电容器组（4）的电容容量，所述电容器组（4）中的电容器容量不一并按容量大小依次排序设置，电容器组（4）中的相邻断路器设置有每对断路器只有一个合闸的间隔分合装置（12），所述间隔分合装置（12）控制相邻电容器间隔分合，所述处理器（11）设置有最优搜索模块，最优搜索模块接受变送器（10）输送的信号并计算触发反并联晶闸管（1）工作，反并联晶闸管（1）通过控制线圈（3）调整可变电抗器（2）一次侧电抗参数；所述间隔分合装置（12）包括第一断路器（1a）、第二断路器（1b）、第一电容器（2a）、第二电容器（2b）、旋转组件（30）、第一切换支架（4a）和第二切换支架（4b），所述第一切换支架（4a）和第二切换支架（4b）设置在旋转组件（30）的两侧，所述第一断路器（1a）和第一电容器（2a）串联设置在第一切换支架（4a）相对旋转组件（30）的外侧，所述第二断路器（1b）和第二电容器（2b）串联设置在第二切换支架（4b）相对旋转组件（30）的外侧，所述旋转组件（30）包括有旋转轴（3a）、活动架（3b）、第一推杆（3c）、第二推杆（3d）和限位杆（3e），所述第一推杆（3c）和第二推杆（3d）分别设置在活动架（3b）的两侧，所述限位杆（3e）设置在活动架（3b）的上部，所述活动架（3b）设置在旋转轴（3a）上与其联动，所述第一切换支架（4a）设置有第一弧形槽（41a）和第一限位槽（42a），所述第二切换支架（4b）设置有第二弧形槽（41b）和第二限位槽（42b）；所述第一推杆（3c）在第一弧形槽（41a）中运动并将第一切换支架（4a）推至上方时，所述第二推杆（3d）在第二弧形槽（41b）中运动并将第二切换支架（4b）推至下方，所述限位杆（3e）运动至第二限位槽（42b）处；所述第一推杆（3c）在第一弧形槽（41a）中运动并将第一切换支架（4a）推至下方时，所述第二推杆（3d）在第二弧形槽（41b）中运动并将第二切换支架（4b）推至上方，所述限位杆（3e）运动至第一限位槽（42a）处。
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