CN105633967A - 一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，包括外部壳体（1）和安装与外部壳体（1）内部的滤波器本体（8），所述的滤波器本体（8）包括调压保护机构（85）和至少一个并联在调压保护机构（85）上的滤波补偿机构；所述调压保护机构（85）连接在电路上，调压保护机构（85）包括电源（854），电源（854）依次连接电流信号采集模块（851）、运算模块（852）、驱动模块（853）和三相调压模块（855）；所述滤波补偿机构包括串联的无源滤波器（86）和有源电力滤波器（87），所述无源滤波器（86）连接电路。本发明增加了调压保护机构，调低电压，是滤波器能够补偿大功率负载，且根据电流情况测控电路，可以保护滤波器且在滤波器故障时及时通知工作人员。

Description

一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器

技术领域

本发明涉及一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器。

背景技术

有源电力滤波器（APF：Activepowerfilter）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。利用可控功率半导体向电网注入与谐波源电流幅值相等相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零达到实时补偿谐波电流的目的，现有滤波器由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流并将模拟电流信号转换为数字信号并送入高速数字处理器DSP对信号进行处理，将谐波基波分离并以脉冲调制信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲驱动IGBT功率模块生长电网谐波电流幅值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，包括外部壳体和安装与外部壳体内部的滤波器本体，在所述外部壳体上设置有多个通孔，其中位于外部壳体下侧的为进气口，位于外部壳体上侧的为出气口，在每个通孔的外侧设置有防雨帽，通孔的最底部高于其对应的防雨帽底部；所述的滤波器本体包括调压保护机构和至少一个并联在调压保护机构上的滤波补偿机构；所述调压保护机构连接在电路上，调压保护机构包括电源，电源依次连接电流信号采集模块，运算模块，驱动模块和三相调压模块，所述电流信号采集模块架设在三相电路上，所述驱动模块通过控制器连接空气开关和报警器；所述滤波补偿机构包括串联的无源滤波器和有源电力滤波器，所述无源滤波器连接电路。

在所述的进气口和出气口上均安装有防尘垫。

在所述的进气口和/或出气口上安装有风扇。

在所述外部壳体内还安装有电加热器。

在所述外部壳体内还安装有温度传感器，温度传感器连接到自动控制器，自动控制器的输出信号控制风扇和/或电加热器的工作状态。

所述无源滤波器由三条单调谐滤波器并联构成。

所述三条单调谐滤波器分别为5次、7次和11次特征谐波的单调谐滤波器。

所述报警器为蜂鸣器或警报灯。

本发明的有益效果是：

（1）本发明在壳体的侧壁上设置有多个通孔，多个通孔通常分为两个区域，一个区域位于壳体的侧壁上方，靠近壳体顶部的位置，该区域的通孔作为出气口，用于排出壳体内的高温气体；另一个区域位于壳体的侧壁下方，该区域位于壳体的底部，该区域的通孔作为进气口；在壳体上设置有与通孔对应的防雨帽，防雨帽整体呈弧形，其顶部连接在壳体上，其下端与壳体相隔一定的距离并围合形成气孔，该孔处于水平方向，上方的防雨帽起到防雨的作用，避免雨水从通孔进入壳体内部，而且，将通孔的水平最底位置设置成高于其对应的防雨帽最底位置，可以避免雨水顺着壳体的侧壁进入到壳体内，在通风的同时起到防水的作用，提高了室外机柜的实用性，解决了排气的问题。

（2）本发明有源电力滤波器，在进气口和出气口的区域安装防尘垫，防尘垫的优选结构为一块整体结构的海绵垫即可，其位于进气口和出气口，起到防止粉尘的目的；在进气口安装的风扇为进气扇，在出气口安装的为排气扇，通过进气扇和排风扇的安装可以提高空气经过机柜本体内的速度，从而提高换热效率，为了抵抗严寒，适应室外工作环境的多样性，可以在机柜本体内安装电加热器，电加热器可以为多个，也可以分布在不同的位置，当室外气温过低，不利于电子元件工作时，可以通过电加热器进行加热，同时关闭风扇，使得机柜本体内部的空气不流通，从而保持较为适宜的温度，有利于提高电子元件的寿命。

（3）本发明有源电力滤波器，以自动控制器作为控制核心，在机柜本体内安装一个或多个温度传感器，温度传感器采集机柜本体内的温度数据并送至自动控制器，自动控制器对温度数据进行比较计算，并作为控制风扇转动、或者是电加热器工作的控制信号，可以根据温度的值而控制风扇工作的数量、风扇的转速等，还可以控制电加热器的发热功率、加热时间等等参数。

（4）本发明增加了调压保护机构，调低电压，是滤波器能够补偿大功率负载，且根据电流情况测控电路，可以保护滤波器且在滤波器故障时及时通知工作人员。

附图说明

图1为本发明外部壳体示意图；

图2为本发明通孔处横截面结构示意图；

图3为滤波器本体结构示意图；

图4为调压保护机构结构示意图；

图中，1-壳体，2-柜门，3-通孔，4-防雨帽，5-风扇，6-防尘垫，7-电加热器，8-滤波器本体，82-负载，83-空气开关，84-报警器，85-调压保护机构，851-电流信号采集模块，852-运算模块，853-驱动模块，854-电源，855-三相调压模块，856-控制器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：

如图1和图2所示，一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，包括外部壳体1和安装与外部壳体1内部的滤波器本体8，在所述外部壳体1上设置有多个通孔3，其中位于外部壳体1下侧的为进气口，位于外部壳体1上侧的为出气口，在每个通孔3的外侧设置有防雨帽4，通孔3的最底部高于其对应的防雨帽4底部。在所述的进气口和出气口上均安装有防尘垫6。在所述的进气口和/或出气口上安装有风扇5。在所述外部壳体1内还安装有电加热器7。在所述外部壳体1内还安装有温度传感器，温度传感器连接到自动控制器，自动控制器的输出信号控制风扇5和/或电加热器7的工作状态。

具体地，外部壳体1整体呈长方体，配置有一个柜门2，在外部壳体1内安装有滤波器本体8，在外部壳体1的两侧均设置有通孔3，通孔3分布在外部壳体1侧壁的上部和下部，在下方的为进气口，在上部的为出气口，在进气口和出气口上均安装有防尘垫6和风扇5，防尘垫6采用整块的海绵制成并位于风扇5和机柜本体1之间，其中进气口安装的风扇5为进气扇，在出气口安装的为排气扇；在外部壳体1上设置有与通孔3对应的防雨帽4，防雨帽4整体呈弧形，其顶部连接在外部壳体1上，其下端与外部壳体1相隔一定的距离并围合形成气孔，该孔处于水平方向，上方的防雨帽4起到防雨的作用，避免雨水从通孔3进入机柜本体内部，通孔3的水平最底位置设置成高于其对应的防雨帽4最底位置；在壳体1内安装有多个电加热器7，还安装有自动控制器、温度传感器、以及报警器，自动控制器可以采用电路板实现，也可以采用PLC实现，温度传感器最为控制风扇5和电加热器7工作的控制信号，温度传感器采集外部壳体1内的空气温度，并传递至自动控制器，自动控制器根据预先设定的参数进行比较计算，当温度为设定值中的某一种情况时，风扇和电加热器处于预先设定的工作状态。

如图3和图4所示，所述的滤波器本体8包括调压保护机构85和至少一个并联在调压保护机构85上的滤波补偿机构；通过调压保护机构85可以实现降压的效果，将大功率负载82的高压降低，同时也会导致电流增大，所以要根据实际情况并联多个滤波补偿机构进行分流，防止电流过大损坏滤波补偿机构，以此实现补偿大功率负载82的目的。

为了实现对滤波器所在电路调压保护的目的，所述调压保护机构85并联在电路上，调压保护机构85包括电源854，电源854依次连接电流信号采集模块851、运算模块852、驱动模块853和三相调压模块855，所述电流信号采集模块851架设在三相电路上。通过电路的电流信号，运算模块852可以计算出需要调整多少电压，通过驱动模块853驱动三相调压模块855降低电压以实现对高功率负载82的补偿，同时测控电路，如果出现滤波器损坏而导致的电流变化，可以通过所述驱动模块853向控制器856发出信号，使空气开关83断开电路，并通过报警器84进行示警，所述报警器84为蜂鸣器或警报灯，让工作人员尽快发现问题并解决，防止谐波对电路的进一步损坏。在本实施例中，可以采用申请号为201520795291.8的运算模块和计算模块计算。即可以采用现有技术即可实现，并不需要对软件进行改进。

所述滤波补偿机构包括串联的无源滤波器86和有源电力滤波器87，所述无源滤波器86连接电路。且所述无源滤波器86由5次、7次和11次特征谐波的单调谐滤波器并联构成。由无源滤波器86对最常见的5次、7次和11次特征谐波进行处理，然后再由有源电力滤波器87进行进一步滤波，减小有源电力滤波器87的负担，更好地实现滤除谐波的目的。

Claims (8)

1.一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，包括外部壳体（1）和安装与外部壳体（1）内部的滤波器本体（8），其特征在于：在所述外部壳体（1）上设置有多个通孔（3），其中位于外部壳体（1）下侧的为进气口，位于外部壳体（1）上侧的为出气口，在每个通孔（3）的外侧设置有防雨帽（4），通孔（3）的最底部高于其对应的防雨帽（4）底部；所述的滤波器本体（8）包括调压保护机构（85）和至少一个并联在调压保护机构（85）上的滤波补偿机构；所述调压保护机构（85）连接在电路上，调压保护机构（85）包括电源（854），电源（854）依次连接电流信号采集模块（851）、运算模块（852）、驱动模块（853）和三相调压模块（855），所述电流信号采集模块（851）架设在三相电路上，所述驱动模块（853）通过控制器（856）连接空气开关（83）和报警器（84）；所述滤波补偿机构包括串联的无源滤波器（86）和有源电力滤波器（87），所述无源滤波器（86）连接电路。

2.根据权利要求1所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：在所述的进气口和出气口上均安装有防尘垫（6）。

3.根据权利要求2所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：在所述的进气口和/或出气口上安装有风扇（5）。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：在所述外部壳体（1）内还安装有电加热器（7）。

5.根据权利要求4所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：在所述外部壳体（1）内还安装有温度传感器，温度传感器连接到自动控制器，自动控制器的输出信号控制风扇（5）和/或电加热器（7）的工作状态。

6.根据权利要求1所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：所述无源滤波器（86）由三条单调谐滤波器并联构成。

7.根据权利要求6所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：所述三条单调谐滤波器分别为5次、7次和11次特征谐波的单调谐滤波器。

8.根据权利要求1或7所述的一种安全可靠的智能电网有源电力滤波器，其特征在于：所述报警器（84）为蜂鸣器或警报灯。