CN106208056B - 一种配电系统的谐波保护柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种配电系统的谐波保护柜，在进线端安装有过压保护器和过流保护器；过压保护器和所述过流保护器耦接于有源滤波器；所述有源滤波器耦接于控制器；可变电容器耦接于所述控制器；SVG补偿器、电子电压互感器、电子电流互感器、抗谐波控制器、温度调节保护器、远程预警器，分别耦接于所述控制器；PWM调节器，耦接于所述控制器用于驱动半导体驱动保护器；本发明不仅能够有效地滤除谐波，并结合无功补偿进行多方面的检测，及时跟踪电网内负载的动态变化，有效治理电网内的谐波。

Description

一种配电系统的谐波保护柜
技术领域
本发明属于配电网保护技术领域，尤其涉及一种配电系统的谐波保护柜。
背景技术
随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断发展，智能建筑不断地日新月异，同时智能建筑中使用了大量的现代化用电设备和装置，造成了恶劣的谐波环境，对保证电力系统和设备的安全正常运行造成了极大的威胁。
谐波实际上是一种干扰，注入公用电网就会使电网受到“污染”，高次谐波还会直接对用电设备产生危害，造成电缆电线过热，相间短路和接地故障，过零噪音，浪费系统容量，供电系统损耗增加，绝缘加速老化，系统功率因数降低，降低保护作用，使医疗设备误动作等；近年，随着知识经济与信息时代的到来，电子计算机、精密医疗仪器、微处理器以及其它数字化电子设备应用日益普遍，这些电气设备都对电源的谐波质量具有很高的要求；遇到高次谐波时，经常会出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至导致永久性损坏，给人们的工作和日常生活造成了巨大损失。
发明内容
本发明为解决目前因谐波尤其是高次谐波造成的电网“污染”并危及用电设备的技术问题，提出一种配电系统的谐波保护柜。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种配电系统的谐波保护柜，其特征在于：在进线端安装有过压保护器和过流保护器，用于控制电网波动引起电压和电流过大烧坏用电设备；所述过压保护器和所述过流保护器耦接于有源滤波器；所述有源滤波器耦接于控制器；可变电容器耦接于所述控制器并与所述有源滤波器并联，用于调节所述有源滤波器参数；SVG补偿器，耦接于所述控制器用于线路的无功补偿；电子电压互感器、电子电流互感器，分别耦接于所述控制器用于测量线路中的电压、电流以及谐波含量；抗谐波控制器，耦接于所述控制器用于阻抗线路中的谐波；PWM调节器，耦接于所述控制器用于驱动半导体驱动保护器；温度调节保护器，耦接于所述控制器用于调节所述谐波保护柜内的温度并在检测到线路温度过高时切断线路；远程预警器，耦接于所述控制器用于所述谐波保护柜出现故障时进行远程报警。
进一步，所述控制器根据所述电子电压互感器、电子电流互感器检测到的线路中的谐波含量来调节所述可变电容器，从而改变所述有源滤波器的参数以滤除线路中的谐波；当所述控制器无法通过所述可变电容器调节所述有源滤波器参数以抑制线路中的谐波时，则启动所述抗谐波控制器进一步对线路中的谐波加以控制抑制；当线路中谐波含量过高无法进行抑制调节时，所述控制器通过控制所述PWM调节器驱动所述半导体驱动保护器对线路进行保护；所述可变电容器采用的是电子可调式电容器。
进一步，所述控制器的调节方式采用PID算法对所述有源滤波器参数进行调节。
进一步，所述控制器利用快速傅里叶变换算法对根据所述电子电压互感器、电子电流互感器检测到的线路中的电压、电流参数进行分析、处理，判断出线路中所需要的无功功率，并通过控制所述SVG补偿器对线路进行无功补偿。
进一步，所述控制器根据述电子电压互感器、电子电流互感器检测到的线路中的电压、电流的变化结合线路短路故障算法、接地故障算法判断所述谐波保护柜是否发生短路、接地故障；在线路发生短路、接地故障时所述控制通过所述远程报警器进行远程报警，并将报警信息发送到电力监控室。
进一步，所述温度调节保护器根据外界环境和所述谐波保护柜内部温度利用PID控制算法对所述谐波保护柜自行调温，保证所述谐波保护柜始终保持在一个稳定的温度环境下运行；当所述温度调节保护器检测到线路中温度过高时则自动切断线路，并将故障信息传递给所述控制器，所述控制器通过所述远程报警器进行温度故障报警。
本发明益处：本发明不仅能够有效地滤除谐波，并结合无功补偿进行多方面的检测，及时跟踪电网内负载的动态变化，有效治理电网内的谐波。
附图说明
图1为本发明所述谐波保护柜的原理框图。
图中，1-控制器；2-过压保护器；3-过流保护器；4-SVG补偿器；5-有源滤波器；6-可变电容器；7-电子电压互感器；8-电子电流互感器；9-抗谐波控制器；10-PWM调节器；11-半导体驱动保护器；12-温度调节保护器；13-远程预警器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要提前说明的是，“耦接”包括但不限于“物理连接”，比如，图1中所示的运行控制器1和抗谐波控制器9之间可以通过线缆连接，也可以通过光电耦合或电磁耦合的方式“连接”。
实施例：一种配电系统的谐波保护柜，结合附图对本发明提供的方法做详细说明。
一种配电系统的谐波保护柜，其特征在于：在进线端安装有过压保护器2和过流保护器3，用于控制电网波动引起电压和电流过大烧坏用电设备；所述过压保护器2和所述过流保护器3耦接于有源滤波器5；所述有源滤波器5耦接于控制器1；可变电容器6耦接于所述控制器1并与所述有源滤波器5并联，用于调节所述有源滤波器5参数；SVG补偿器4，耦接于所述控制器1用于线路的无功补偿；电子电压互感器7、电子电流互感器8，分别耦接于所述控制器1用于测量线路中的电压、电流以及谐波含量；抗谐波控制器91，耦接于所述控制器1用于阻抗线路中的谐波；PWM调节器10，耦接于所述控制器1用于驱动半导体驱动保护器11；温度调节保护器12，耦接于所述控制器1用于调节所述谐波保护柜内的温度并在检测到线路温度过高时切断线路；远程预警器13，耦接于所述控制器1用于所述谐波保护柜出现故障时进行远程报警。
进一步，所述控制器1根据所述电子电压互感器7、电子电流互感器8检测到的线路中的谐波含量来调节所述可变电容器6，从而改变所述有源滤波器5的参数以滤除线路中的谐波；当所述控制器1无法通过所述可变电容器6调节所述有源滤波器5参数以抑制线路中的谐波时，则启动所述抗谐波控制器91进一步对线路中的谐波加以控制抑制；当线路中谐波含量过高无法进行抑制调节时，所述控制器1通过控制所述PWM调节器10驱动所述半导体驱动保护器11对线路进行保护；所述可变电容器6采用的是电子可调式电容器。
进一步，所述控制器1的调节方式采用PID算法对所述有源滤波器5参数进行调节。
进一步，所述控制器1利用快速傅里叶变换算法对根据所述电子电压互感器7、电子电流互感器8检测到的线路中的电压、电流参数进行分析、处理，判断出线路中所需要的无功功率，并通过控制所述SVG补偿器4对线路进行无功补偿。
进一步，所述控制器1根据述电子电压互感器7、电子电流互感器8检测到的线路中的电压、电流的变化结合线路短路故障算法、接地故障算法判断所述谐波保护柜是否发生短路、接地故障；在线路发生短路、接地故障时所述控制通过所述远程报警器进行远程报警，并将报警信息发送到电力监控室。
进一步，所述温度调节保护器12根据外界环境和所述谐波保护柜内部温度利用PID控制算法对所述谐波保护柜自行调温，保证所述谐波保护柜始终保持在一个稳定的温度环境下运行；当所述温度调节保护器12检测到线路中温度过高时则自动切断线路，并将故障信息传递给所述控制器1，所述控制器1通过所述远程报警器进行温度故障报警。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种配电系统的谐波保护柜，其特征在于：在进线端安装有过压保护器（2）和过流保护器（3），用于控制电网波动引起电压和电流过大烧坏用电设备；所述过压保护器（2）和所述过流保护器（3）耦接于有源滤波器（5）；所述有源滤波器（5）耦接于控制器（1）；可变电容器（6）耦接于所述控制器（1）并与所述有源滤波器（5）并联，用于调节所述有源滤波器（5）参数；SVG补偿器（4），耦接于所述控制器（1）用于线路的无功补偿；电子电压互感器（7）、电子电流互感器（8），分别耦接于所述控制器（1）用于测量线路中的电压、电流以及谐波含量；抗谐波控制器（9），耦接于所述控制器（1）用于阻抗线路中的谐波；PWM调节器（10），耦接于所述控制器（1）用于驱动半导体驱动保护器（11）；温度调节保护器（12），耦接于所述控制器（1）用于调节所述谐波保护柜内的温度并在检测到线路温度过高时切断线路；远程预警器（13），耦接于所述控制器（1）用于所述谐波保护柜出现故障时进行远程报警；所述控制器（1）根据所述电子电压互感器（7）、电子电流互感器（8）检测到的线路中的谐波含量来调节所述可变电容器（6），从而改变所述有源滤波器（5）的参数以滤除线路中的谐波；当所述控制器（1）无法通过所述可变电容器（6）调节所述有源滤波器（5）参数以抑制线路中的谐波时，则启动所述抗谐波控制器（9）进一步对线路中的谐波加以控制抑制；当线路中谐波含量过高无法进行抑制调节时，所述控制器（1）通过控制所述PWM调节器（10）驱动所述半导体驱动保护器（11）对线路进行保护；所述可变电容器（6）采用的是电子可调式电容器；所述控制器（1）利用快速傅里叶变换算法对根据所述电子电压互感器（7）、电子电流互感器（8）检测到的线路中的电压、电流参数进行分析、处理，判断出线路中所需要的无功功率，并通过控制所述SVG补偿器（4）对线路进行无功补偿；所述控制器（1）根据述电子电压互感器（7）、电子电流互感器（8）检测到的线路中的电压、电流的变化结合线路短路故障算法、接地故障算法判断所述谐波保护柜是否发生短路、接地故障；在线路发生短路、接地故障时所述控制通过所述远程报警器进行远程报警，并将报警信息发送到电力监控室；所述温度调节保护器（12）根据外界环境和所述谐波保护柜内部温度利用PID控制算法对所述谐波保护柜自行调温，保证所述谐波保护柜始终保持在一个稳定的温度环境下运行；当所述温度调节保护器（12）检测到线路中温度过高时则自动切断线路，并将故障信息传递给所述控制器（1），所述控制器（1）通过所述远程报警器进行温度故障报警。
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