CN106410800A - 一种有源电力滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有源电力滤波器，包括滤波器壳体、前端双开门扇和后端门扇，所述前端双开门扇和后端门扇分别位于滤波器壳体的前端和后端并与其活动连接，所述滤波器壳体的底部为镂空底部，所述滤波器壳体的底部固定连接有地埋式散热器和风机散热器，所述滤波器壳体位于滤波器壳体的底部的下端；所述地埋式散热器包括内部循环管、地埋式竖管、地埋交换循环介质管和地埋换热管，所述内部循环管与地埋式竖管固定连接，所述地埋式竖管和地埋换热管通过地埋交换循环介质管进行连接，所述内部循环管为环形盘管内部循环管，所述地埋交换循环介质管为环形盘管地埋交换循环介质管。本发明散热效果好，能够有效的进行隔音，并且防腐防锈，使用寿命长。

Description

一种有源电力滤波器

技术领域

本发明涉及电力设备结构设计技术领域，尤其涉及一种有源电力滤波器。

背景技术

有源电力滤波器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，抵消负载中相应电流，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。有源电力滤波器是相对与无源电力滤波器而言的，当然其使用效果较无源滤波器更佳。然后现有技术中的有源滤波器由于内部电子元件较多，壳体内的空间利用也更加充分，因此内部结构较为密集，采用普通的散热方法，散热效果较差。现有技术中的有源电力滤波器均存在散热差的问题，因此常常因为过热导致故障的发生。并且，现有技术中的有源电力滤波器不具备减少噪音的功能，工作过程中产生了较多的噪音。

例如中国专利CN102832548A公开的一种模块式有源滤波器，包括机壳组件，外壳组件内设有控制和采样组件，其特征在于机壳组件采用4U结构，机壳组件外设有与控制和采样组件连接的附件，附件安装在接线端子转接板上，机壳组件上设有与接线端子转接板匹配的板孔。本发明具有产品单元模块化、安装简单化、产品通用化的优点。该模块式有源滤波器结构过于紧凑，散热性较差，且不具备减少噪音的功能。

又例如中国专利CN202930948U公开的一种有源电力滤波器的散热装置，包括：一安装板，插片散热器紧贴于安装板表面，所述插片散热器的散热出口处设置有安装在散热风机固定架的散热风机，IGBT模块设置于插片散热器的外表面。结构简单，使用方便，能够在设备正常工作时，保持设备自身发热高效的传递出去。其通过传统的散热方法进行散热，对于结构比较紧密的有源电力滤波器，散热效果较差，并且无法将设备的噪音降到最低。

发明内容

为克服现有技术中存在的有源电力滤波器散热效果差，隔音效果差的问题，本发明提供了一种有源电力滤波器。

一种有源电力滤波器，包括滤波器壳体、前端双开门扇和后端门扇，所述前端双开门扇和后端门扇分别位于滤波器壳体的前端和后端并与其活动连接，所述滤波器壳体的底部为镂空底部，所述滤波器壳体的底部固定连接有地埋式散热器和风机散热器，所述滤波器壳体位于滤波器壳体的底部的下端；所述地埋式散热器包括内部循环管、地埋式竖管、地埋交换循环介质管和地埋换热管，所述内部循环管与地埋式竖管固定连接，所述地埋式竖管和地埋换热管通过地埋交换循环介质管进行连接，所述内部循环管为环形盘管内部循环管，所述地埋交换循环介质管为环形盘管地埋交换循环介质管。

进一步的，所述地埋换热管由多根U型盘管组成，所述地埋换热管的端部通过双U型接头进行固定连接。

进一步的，所述双U型接头的内圈套设有C型密封圈，所述C型密封圈包括至少3层交错设置，所述双U型接头的外圈套设有压环卡箍，所述压环卡箍通过螺丝配合螺母与双U型接头固定连接。

进一步的，所述风机散热器包括散热风机、控制器、测温装置和报警装置，所述散热风机、测温装置和报警装置分别与控制器电连接；

所述散热风机用于将有源电力滤波器内部的热量排出，并且散热风机能够进行反转将地埋式散热器周围的空气吹入有源电力滤波器内部；

所述控制器用于收集测温装置监测到的有源电力滤波器内部的各个部位的温度，并根据监测到的温度进行调控散热风机的工作状态；

所述测温装置用于监测有源电力滤波器内部各个位置的温度，并将监测结果传送给控制器；

所述报警装置用于发出温度超标和工作环境异常的警报。

进一步的，所述风机散热器还包括一湿度监测器，所述湿度监测器与控制器电连接；所述湿度监测器用于监测有源电力滤波器内的湿度，当监测到的湿度数据超出控制器内预设的范围时，控制器控制报警装置发出湿度超标警报。

进一步的，所述滤波器壳体内部设置有变流器、主控系统、高频电抗器、输出滤波电抗器、滤波电容器、人机界面、隔离变压器和断路器，所述变流器、主控系统、高频电抗器、输出滤波电抗器、滤波电容器、人机界面、隔离变压器和断路器分别与滤波器壳体固定连接，所述变流器、高频电抗器、输出滤波电抗器、滤波电容器、人机界面、隔离变压器和断路器分别与主控系统相连接，所述人机界面、隔离变压器和断路器位于滤波器壳体后端的内侧。

进一步的，所述前端双开门扇的内侧设置有红外烟尘监测装置，所述红外烟尘监测装置能够对滤波器壳体的烟尘进行监测，当滤波器壳体发生起火产生烟尘时，红外烟尘监测装置能够监测到烟尘并发出火灾警报。

进一步的，所述后端门扇上设置有触摸屏，所述触摸屏与后端门扇固定连接，所述触摸屏用于显示有源电力滤波器的工作参数并为用户提供操作界面。

进一步的，所述滤波器壳体的外侧固定连接有保护层，所述保护层包括防噪音层，所述防噪音层的外侧涂覆有防腐防锈层。

进一步的，所述防噪音层包括防噪音层壳体，所述防噪音层壳体内设置有吸音棉通孔，所述吸音棉通孔与噪音层壳体固定连接，所述吸音棉通孔内填充有吸音棉，所述防噪音层壳体下端固定连接有散热口，所述散热口与地埋式散热器的上端通过软管相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过地埋式散热器，利用地下的冷空气对有源电力滤波器进行散热降温，解决了普通散热方式散热较差的问题。

(2)本发明通过设置保护层，并且通过防噪音层吸收有源电力滤波器产生噪音，使得其工作噪音小，对环境污染小，并且通过设置散热口进行散热，确保保护层温度不会过高影响有源电力滤波器的散热。

(3)本发明通过设置防腐防锈层对有源电力滤波器的滤波器壳体进行有效的保护，有效的防止滤波器壳体发生锈蚀。

(4)本发明通过红外烟尘检测装置进行起火警报，并且能够收集运行数据，提供给工作人员对起火原因进行有效的分析。

附图说明

图1是本发明的前端结构示意图；

图2是本发明的后端结构示意图；

图3是本发明的地埋式散热管的结构示意图；

图4是本发明的U型接头的剖视图；

图5是本发明的风机散热器的功能结构示意图；

图6是本发明的保护层的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参看图1、图2、图3、图4和图5所示，本具体实施方式披露了一种有源电力滤波器，包括滤波器壳体1、前端双开门扇2和后端门扇3，所述前端双开门扇2和后端门扇3分别位于滤波器壳体1的前端和后端并与其通过铰链活动连接。

所述滤波器壳体1内部设置有变流器11、主控系统12、高频电抗器13、输出滤波电抗器14、滤波电容器15、人机界面16、隔离变压器17和断路器18，所述变流器11、主控系统12、高频电抗器13、输出滤波电抗器14、滤波电容器15、人机界面16、隔离变压器17和断路器18分别与滤波器壳体1固定连接，所述变流器11、高频电抗器13、输出滤波电抗器14、滤波电容器15、人机界面16、隔离变压器17和断路器18分别与主控系统12相连接，所述人机界面16、隔离变压器17和断路器18位于滤波器壳体1后端的内侧。其中变流器11由一个或多个电子开关器件和相关的元器件，在一个可行的具体实施方式中可以由变压器、滤波器、换相辅助器件、控制器、保护和辅助部件组成，其用于改变一个或多个电气特性的电力变换。主控系统12用于控制与其相连的设备的运行。并且主控系统12内存储有预设的滤波策略和指令控制方法，通过主控系统12向其他设备发送控制指令来进行产生谐波，从而减小电路中的谐波，保护电路。

此外，所述前端双开门扇2的内侧设置有红外烟尘监测装置21，所述红外烟尘监测装置21与前端双开门扇2通过螺钉固定连接。所述红外烟尘监测装置21能够对滤波器壳体1的烟尘进行监测，当滤波器壳体1发生起火产生烟尘时，红外烟尘监测装置21能够监测到烟尘并发出火灾警报。在本发明的另一个可行的实施方式中，红外烟尘监测装置21还可以与风机散热器6的控制器62进行连接，通过控制器62控制红外烟尘监测装置21工作并发出警报。可行的，红外烟尘监测装置21可以是一个烟雾报警器，其既能够监测滤波器壳体1的烟尘，又能够通过自身发出火灾警报，体积小巧，实用方便。并且红外烟尘监测装置21还可以与地埋式散热器5以及主控系统12相连接。红外烟尘监测装置21内可设置一防火存储部件，在发生火灾时防火存储部件不会被烧坏，其内部记录有地埋式散热器5以及其他设备的工作运行情况。事故后可通过防火存储部件内存储的数据对火灾原因进行分析。

所述后端门扇3上设置有触摸屏31，所述触摸屏31与后端门扇3通过耐磨密封条配合螺丝固定连接，所述触摸屏31用于显示有源电力滤波器的工作参数并为用户提供操作界面。触摸屏31与主控系统12相连接，触摸屏31优选为电容触摸屏，感应效果好能够精确的感应，不会发生误触，并且采用电容触摸屏能够有效的防止触电情况的发生。在本发明的另一个可选实施例中，触摸屏31还可以设置一压力传感器在侧边，有且仅有当压力传感器检测到压力时触摸屏31才会亮起，这样能够有效的节约电能，并且能够有效的延长触摸屏31的使用寿命。

所述滤波器壳体1的外侧固定连接有保护层4，所述保护层4包括防噪音层41，所述防噪音层41的外侧涂覆有防腐防锈层42。可行的，防腐防锈层42为环氧聚酯防腐防锈层，其由环氧沥青和聚氨酯树脂组成。优选的，环氧沥青的质量分数为70％，聚氨酯树脂的质量分数为30％。聚氨酯树脂为改性的聚氨酯树脂，其通过掺杂硬脂酸钙和硬脂酸钡进行改性。在本发明的另一可行的具体实施方式中，聚氨酯树脂内包含1.5％质量分数的硬脂酸钙和1％质量分数的硬脂酸钡。通过掺杂硬脂酸钙和硬脂酸钡进行改性能够有效的减缓聚氨酯树脂的老化，延长聚氨酯树脂的时效性。

优选的，所述防噪音层41包括防噪音层壳体411，所述防噪音层壳体411内设置有吸音棉通孔412，所述吸音棉通孔412与噪音层壳体411通过焊接的方式连接，所述吸音棉通孔412内填充有吸音棉，通过吸音棉能够吸收滤波器壳体1内部产生的噪音。然而由于在吸收噪音的过程中，吸音棉会产生热量导致温度升高，在所述防噪音层壳体411下端固定连接有散热口413，通过散热口413与地埋式散热器5的上端通过软管相连接。通过地埋式散热器5能够将防噪音层41产生的热量吸走，从而降低防噪音层41的温度。优选的，吸音棉通孔412内可填充石棉混制的吸音棉，其具有较好的防火性能。

所述滤波器壳体1的底部为镂空底部，所述滤波器壳体1的底部固定连接有地埋式散热器5和风机散热器6，所述滤波器壳体1位于滤波器壳体1的底部的下端；所述地埋式散热器5包括内部循环管51、地埋式竖管52、地埋交换循环介质管53和地埋换热管54，所述内部循环管51与地埋式竖管52固定连接，所述地埋式竖管52和地埋换热管54通过地埋交换循环介质管53进行连接，所述内部循环管51为环形盘管内部循环管，所述地埋交换循环介质管53为环形盘管地埋交换循环介质管。优选的，所述地埋换热管54由多根U型盘管组成，所述地埋换热管54的端部通过双U型接头541进行固定连接。所述双U型接头541的内圈套设有C型密封圈542，所述C型密封圈542包括至少3层交错设置，所述双U型接头541的外圈套设有压环卡箍543，所述压环卡箍543通过螺丝配合螺母与双U型接头541固定连接。通过3层C型密封圈542能够有效的确保其密封性能，从而确保传热效果。通过地埋换热管54将内部的空气与地下的冷空气进行热传递，达到降温的目的，并通过地埋式竖管52将冷却的空气输送至滤波器壳体1下端的内部循环管51内部与其周围的空气发生热传递，并通过风机散热器6将冷却的空气吹送至滤波器壳体1内部达到散热降温的目的。

所述风机散热器6包括散热风机61、控制器62、测温装置63和报警装置65，所述散热风机61、测温装置63和报警装置65分别与控制器62电连接。所述散热风机61用于将有源电力滤波器内部的热量排出，并且散热风机61能够进行反转将地埋式散热器5周围的空气吹入有源电力滤波器内部。可行的，散热风机61可以是一直流风机，通过将直流风机的正负极进行转换实现其正转和反转。散热风机61正转时可将冷空气吹入滤波器壳体1内。而当地埋式散热器5不工作或者出现故障时即可通过散热风机61的反转将滤波器壳体1内部的热量排出从而实现散热。所述控制器62用于收集测温装置63监测到的有源电力滤波器内部的各个部位的温度，并根据监测到的温度进行调控散热风机61的工作状态。所述测温装置63用于监测有源电力滤波器内部各个位置的温度，并将监测结果传送给控制器62。所述报警装置65用于发出温度超标和工作环境异常的警报。

在本发明的另一个具体实施例中，所述风机散热器6还包括一湿度监测器64，所述湿度监测器64与控制器62电连接；所述湿度监测器64用于监测有源电力滤波器内的湿度，当监测到的湿度数据超出控制器62内预设的范围时，控制器62控制报警装置65发出湿度超标警报。这样能够有效的确保有源滤波器的工作环境。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种有源电力滤波器，包括滤波器壳体(1)、前端双开门扇(2)和后端门扇(3)，所述前端双开门扇(2)和后端门扇(3)分别位于滤波器壳体(1)的前端和后端并与其活动连接，其特征在于：所述滤波器壳体(1)的底部为镂空底部，所述滤波器壳体(1)的底部固定连接有地埋式散热器(5)和风机散热器(6)，所述滤波器壳体(1)位于滤波器壳体(1)的底部的下端；所述地埋式散热器(5)包括内部循环管(51)、地埋式竖管(52)、地埋交换循环介质管(53)和地埋换热管(54)，所述内部循环管(51)与地埋式竖管(52)固定连接，所述地埋式竖管(52)和地埋换热管(54)通过地埋交换循环介质管(53)进行连接，所述内部循环管(51)为环形盘管内部循环管，所述地埋交换循环介质管(53)为环形盘管地埋交换循环介质管。

2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述地埋换热管(54)由多根U型盘管组成，所述地埋换热管(54)的端部通过双U型接头(541)进行固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述双U型接头(541)的内圈套设有C型密封圈(542)，所述C型密封圈(542)包括至少3层交错设置，所述双U型接头(541)的外圈套设有压环卡箍(543)，所述压环卡箍(543)通过螺丝配合螺母与双U型接头(541)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述风机散热器(6)包括散热风机(61)、控制器(62)、测温装置(63)和报警装置(65)，所述散热风机(61)、测温装置(63)和报警装置(65)分别与控制器(62)电连接；

所述散热风机(61)用于将有源电力滤波器内部的热量排出，并且散热风机(61)能够进行反转将地埋式散热器(5)周围的空气吹入有源电力滤波器内部；

所述控制器(62)用于收集测温装置(63)监测到的有源电力滤波器内部的各个部位的温度，并根据监测到的温度进行调控散热风机(61)的工作状态；

所述测温装置(63)用于监测有源电力滤波器内部各个位置的温度，并将监测结果传送给控制器(62)；

所述报警装置(65)用于发出温度超标和工作环境异常的警报。

5.根据权利要求4所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述风机散热器(6)还包括一湿度监测器(64)，所述湿度监测器(64)与控制器(62)电连接；所述湿度监测器(64)用于监测有源电力滤波器内的湿度，当监测到的湿度数据超出控制器(62)内预设的范围时，控制器(62)控制报警装置(65)发出湿度超标警报。

6.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述滤波器壳体(1)内部设置有变流器(11)、主控系统(12)、高频电抗器(13)、输出滤波电抗器(14)、滤波电容器(15)、人机界面(16)、隔离变压器(17)和断路器(18)，所述变流器(11)、主控系统(12)、高频电抗器(13)、输出滤波电抗器(14)、滤波电容器(15)、人机界面(16)、隔离变压器(17)和断路器(18)分别与滤波器壳体(1)固定连接，所述变流器(11)、高频电抗器(13)、输出滤波电抗器(14)、滤波电容器(15)、人机界面(16)、隔离变压器(17)和断路器(18)分别与主控系统(12)相连接，所述人机界面(16)、隔离变压器(17)和断路器(18)位于滤波器壳体(1)后端的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述前端双开门扇(2)的内侧设置有红外烟尘监测装置(21)，所述红外烟尘监测装置(21)能够对滤波器壳体(1)的烟尘进行监测，当滤波器壳体(1)发生起火产生烟尘时，红外烟尘监测装置(21)能够监测到烟尘并发出火灾警报。

8.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述后端门扇(3)上设置有触摸屏(31)，所述触摸屏(31)与后端门扇(3)固定连接，所述触摸屏(31)用于显示有源电力滤波器的工作参数并为用户提供操作界面。

9.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述滤波器壳体(1)的外侧固定连接有保护层(4)，所述保护层(4)包括防噪音层(41)，所述防噪音层(41)的外侧涂覆有防腐防锈层(42)。

10.根据权利要求9所述的一种有源电力滤波器，其特征在于：所述防噪音层(41)包括防噪音层壳体(411)，所述防噪音层壳体(411)内设置有吸音棉通孔(412)，所述吸音棉通孔(412)与噪音层壳体(411)固定连接，所述吸音棉通孔(412)内填充有吸音棉，所述防噪音层壳体(411)下端固定连接有散热口(413)，所述散热口(413)与地埋式散热器(5)的上端通过软管相连接。