CN106374466A - 一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，该装置通过安装支架固定在电线杆上，并分别与供电系统和负载连接，所述的电力有源滤波装置包括信号采集电路、信号处理电路、谐波补偿电路和电压控制电路，所述的信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路分别与负载连接，所述的信号处理电路分别与信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路连接。与现有技术相比，本发明具有功能强大、安装方便、操作方便等优点。

Description

一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置
技术领域
本发明涉及一种电力有源滤波装置，尤其是涉及一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置。
背景技术
我国10KV配电线路中普遍存在配电变压器分布散、安装点多，线路长等多种情况，受昼夜负荷、季节负荷变化、供电半径、负荷分布等因素的影响，经常会引起线路电压有较大的变化，严重影响线路供电质量和供电可靠性。而单纯的电容器补偿主要是提高线路的功率因数，调压效果很有限，仅仅依靠电容器补偿不能解决由于线路长、线径细、电阻引起的电压降低问题。非线性负荷引起的谐波同样带来严重的负面影响，特别是随着电力电子技术的迅猛发展，各种电力电子装置在发电、输电、配电和用电系统中日益广泛的应用，它对电网所带来的谐波、无功污染也逐渐严重。同时随着社会信息化的进步，敏感性负载(如计算机控制系统、精密电子设备等)的广泛应用，对电能质量也提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种功能强大、安装方便、操作方便的用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，该装置通过安装支架固定在电线杆上，并分别与供电系统和负载连接，所述的电力有源滤波装置包括信号采集电路、信号处理电路、谐波补偿电路和电压控制电路，所述的信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路分别与负载连接，所述的信号处理电路分别与信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路连接。
所述的信号采集电路包括电流互感器、电压互感器以及谐波信号提取器，所述的电流互感器和电压互感器分别接在供电系统和负载之间的供电母线上，所述的谐波信号提取器与电流互感器连接，所述的谐波信号提取器和电压互感器分别与信号处理电路连接。
所述的信号处理电路包括DSP和无线通信电路，所述的DSP分别与无线通信电路、谐波信号提取器、电压互感器、谐波补偿电路和和电压控制电路连接。
所述的DSP对谐波信号提取器提取的谐波成分进行分析，通过PWM信号发送给谐波补偿电路，谐波补偿电路产生一个负载谐波电流大小相等、方向相反的电流注入到电网中。
所述的DSP根据电压互感器的电压信号，判断负载端电压是否在设定范围内，若超过设定范围，所述的DSP启动电压控制电路，通过电压控制电路是负载端电压维持在设定范围内。
所述的无线通信电路为短距离无线通信电路或移动通信卡，所述的短距离无线通信电路为蓝牙芯片、wifi芯片或ZigBee芯片，所述的移动通信卡为2G、3G或4G通信卡。
所述的无线通信电路通过无线网络与远程终端连接，实时将状态信息发给远程终端。
所述的远程终端为PC机、平板电脑或智能手机，该远程终端通过无线网络实时获取状态信息同时可发送控制指令给DSP。
所述的安装支架为三角形角钢，所述的电力有源滤波装置通过螺栓安装在三角形角钢上。
所述的安装支架上部和下部分别采用U口抱箍固定在电线杆上。
与现有技术相比，本发明。
1、功能强大，在消除系统中谐波的同时还可以进行电压调节控制，从根本上提高了线路的电压质量，有效改善电网的供电质量，降低线损，提高电网的供电可靠性和经济效益。
2、安装方便，通过三角形角钢安装，同时采用抱箍和螺栓固定，保证强度的基础上提高了安装便利性；
3、操作方便，可通过本地和远程终端进行双重控制，大大提高了操作便利性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，该装置通过安装支架固定在电线杆上，并分别与供电系统6和负载5连接，所述的电力有源滤波装置包括信号采集电路2、信号处理电路1、谐波补偿电路3和电压控制电路4，所述的信号采集电路2、谐波补偿电路3和电压控制电路4分别与负载5连接，所述的信号处理电路1分别与信号采集电路2、谐波补偿电路3和电压控制电路4连接。
所述的信号采集电路2包括电流互感器、电压互感器以及谐波信号提取器，所述的电流互感器和电压互感器分别接在供电系统6和负载5之间的供电母线上，所述的谐波信号提取器与电流互感器连接，所述的谐波信号提取器和电压互感器分别与信号处理电路1连接。
所述的信号处理电路1包括DSP和无线通信电路，所述的DSP分别与无线通信电路、谐波信号提取器、电压互感器、谐波补偿电路3和和电压控制电路4连接。
所述的DSP对谐波信号提取器提取的谐波成分进行分析，通过PWM信号发送给谐波补偿电路3，谐波补偿电路3产生一个负载5谐波电流大小相等、方向相反的电流注入到电网中。
所述的DSP根据电压互感器的电压信号，判断负载5端电压是否在设定范围内，若超过设定范围，所述的DSP启动电压控制电路4，通过电压控制电路4是负载5端电压维持在设定范围内。
所述的无线通信电路为短距离无线通信电路或移动通信卡，所述的短距离无线通信电路为蓝牙芯片、wifi芯片或ZigBee芯片，所述的移动通信卡为2G、3G或4G通信卡。所述的无线通信电路通过无线网络与远程终端连接，实时将状态信息发给远程终端。所述的远程终端为PC机、平板电脑或智能手机，该远程终端通过无线网络实时获取状态信息同时可发送控制指令给DSP。
所述的安装支架为三角形角钢，所述的电力有源滤波装置通过螺栓安装在三角形角钢上。所述的安装支架上部和下部分别采用U口抱箍固定在电线杆上。
本发明所述的柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，在消除系统中谐波的同时还可以进行电压调节控制，从根本上提高了线路的电压质量，有效改善电网的供电质量，降低线损，提高电网的供电可靠性和经济效益。
本发明所述的装置，该装置可以对负载侧非线性负荷产生的谐波进行补偿，改善系统侧电能质量，为业主避免电力罚款的产生。通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的电流注入到电网中，达到滤波的目的。
本发明所述的装置，该装置应用于户外柱上，占地面积大大减小，解决了传统户外补偿装置运维中的防天气灾害、防外力破坏以及散热等问题，可有效节约土地资源，拓展城市电网的发展空间，提高供电可靠性。柱上式补偿装置可以广泛应用于城市闹市区、景观地带、居民小区等地，减轻了城区配电变压器建设的压力，安装方便，配置灵活多变。
本发明所述的装置，该装置带有电压控制功能。由于负载侧轻载或重载时，会导致负载电压瞬时变化，影响电器的正常工作，严重时会导致设备停机或过压烧毁。当检测到负载端电压降低或升高到一定程度时，装置就会启动电压控制功能，将电压维持在一定水平。
如图1所示，Us为系统侧电压，is为系统电流，iL为负载电流，ic为补偿电流。负荷点电压
UL＝US-(R+jX)is
当系统负荷处于稳定的变化范围时，装置进行谐波补偿。当负荷的有功电流变化较大时，通过改变补偿装置的工作模式，使其输出部分有功，用于维持UL在允许的范围内。

Claims (10)

1.一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，该装置通过安装支架固定在电线杆上，并分别与供电系统和负载连接，所述的电力有源滤波装置包括信号采集电路、信号处理电路、谐波补偿电路和电压控制电路，所述的信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路分别与负载连接，所述的信号处理电路分别与信号采集电路、谐波补偿电路和电压控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的信号采集电路包括电流互感器、电压互感器以及谐波信号提取器，所述的电流互感器和电压互感器分别接在供电系统和负载之间的供电母线上，所述的谐波信号提取器与电流互感器连接，所述的谐波信号提取器和电压互感器分别与信号处理电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的信号处理电路包括DSP和无线通信电路，所述的DSP分别与无线通信电路、谐波信号提取器、电压互感器、谐波补偿电路和和电压控制电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的DSP对谐波信号提取器提取的谐波成分进行分析，通过PWM信号发送给谐波补偿电路，谐波补偿电路产生一个负载谐波电流大小相等、方向相反的电流注入到电网中。
5.根据权利要求3所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的DSP根据电压互感器的电压信号，判断负载端电压是否在设定范围内，若超过设定范围，所述的DSP启动电压控制电路，通过电压控制电路是负载端电压维持在设定范围内。
6.根据权利要求3所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的无线通信电路为短距离无线通信电路或移动通信卡，所述的短距离无线通信电路为蓝牙芯片、wifi芯片或ZigBee芯片，所述的移动通信卡为2G、3G或4G通信卡。
7.根据权利要求6所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的无线通信电路通过无线网络与远程终端连接，实时将状态信息发给远程终端。
8.根据权利要求7所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的远程终端为PC机、平板电脑或智能手机，该远程终端通过无线网络实时获取状态信息同时可发送控制指令给DSP。
9.根据权利要求1所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的安装支架为三角形角钢，所述的电力有源滤波装置通过螺栓安装在三角形角钢上。
10.根据权利要求1所述的一种用于柱上带电压控制功能的电力有源滤波装置，其特征在于，所述的安装支架上部和下部分别采用U口抱箍固定在电线杆上。
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