CN106953310A - 有源电力滤波器的直流电压过压保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置。包括直流斩波器和能耗电阻，直流斩波器和能耗电阻串联连接，直流斩波器和所述能耗电阻组成的串联电路与有源电力滤波器中的直流电容并联。能耗电阻的电流容量和所述直流斩波器的电流容量一致。直流电容的输出端连接差分运放电路，直流斩波器根据接收到的差分运放电路的输出电压判断直流电容上的电压是否超过允许设定值，如果是，则直流斩波器工作，直流电容上的电能泄放到能耗电阻上。本发明通过在有源电力滤波器中设置直流斩波器B和能耗电阻R，可以有效地对有源电力滤波器进行过压保护，并且因为直流斩波器和能耗电阻的体积非常小，有源电力滤波器体积没有明显增大。

Description

有源电力滤波器的直流电压过压保护装置
技术领域
本发明涉及有源电力滤波器技术领域，尤其涉及一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置。
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。
当有源电力滤波器工作时，采用直流电容来稳定电压波动，吞吐谐波和自身损耗能量。有时谐波变动过快，或者外界电网负载波动非常大时等状况发生时，直流电容不能及时稳定电压，造成过压，此时有源电力滤波器的过压停机保护，将导致有源电力滤波器失效。
目前，现有技术中的一种解决有源电力滤波器的电压波动问题的方法为：采用增大直流电容容量来稳定有源电力滤波器的直流电压波动。该方法的缺点为：增大直流电容容量，在成本的上升的同时，因为直流电容的能量密度比较低，会带来体积的明显增大。为了吸收极端状况下电压波动的能量，直流电容容量至少要比正常电容容量增大两倍，将导致有源电力滤波器的体积增加20％。
发明内容
本发明的实施例提供了一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，以实现对有源电力滤波器进行有效的直流电压过压保护。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，进一步地，包括：直流斩波器和能耗电阻，所述直流斩波器和所述能耗电阻串联连接，所述直流斩波器和所述能耗电阻组成的串联电路与有源电力滤波器中的直流电容并联。
进一步地，所述直流斩波器的电流容量是有源电力滤波器的电流容量的五分之一。
进一步地，所述直流斩波器的电压耐压值不低于800伏特。
进一步地，所述能耗电阻的电流容量和所述直流斩波器的电流容量一致。
进一步地，所述能耗电阻的功率容量为所述有源电力滤波器的功率容量的二十分之一。
进一步地，所述直流电容的输出端连接差分运放电路，所述差分运放电路的输出端连接直流斩波器；
所述的直流斩波器，用于根据接收到的差分运放电路的输出电压判断直流电容上的电压是否超过允许设定值，如果是，则直流斩波器工作，直流电容上的电能泄放到能耗电阻上；否则，所述直流斩波器不工作。
进一步地，所述能耗电阻内设置有铂热电阻，根据测量得到的所述铂热电阻的阻值确定所述能耗电阻的温度，当所述能耗电阻的温度大于等于允许额定值，则所述有源电力滤波器停机保护，所述直流斩波器关闭。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过在有源电力滤波器中设置直流斩波器B和能耗电阻R，可以有效地对有源电力滤波器进行过压保护，并且因为直流斩波器和能耗电阻的体积非常小，有源电力滤波器体积没有明显增大。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例在有源电力滤波器中设置直流斩波器B和能耗电阻R。直流斩波器B和能耗电阻R串联连接，直流斩波器B和能耗电阻R组成的串联电路再与直流电容C并联。
直流斩波器B可采用各类电力电子器件，直流斩波器B的电流容量，是有源电力滤波器的电流容量的五分之一。直流斩波器B的电压耐压值，不低于800伏特。
能耗电阻R的电流容量和直流斩波器B的电流容量一致。能耗电阻R的功率容量为有源电力滤波器的功率容量的二十分之一。能耗电阻R的功率容量之所以比较小，是因为极端工况比较小的原因。
采用直流斩波器和能耗电阻的有源电力滤波器的典型动作流程为：
直流电容C的输出端连接差分运放电路，差分运放电路的输出端连接直流斩波器。上述差分运放电路的输出电压就是直流电容C的电压值。直流斩波器根据接收到的差分运放电路的输出电压，判断直流电容C上的电压是否超过允许设定值，该允许设定值的一个典型的取值为600伏特。如果直流电容C的电压值低于允许设定值，直流斩波器不工作；如果直流电容C的电压大于等于允许设定值，直流斩波器B工作，此时直流电容C上的电能泄放到能耗电阻R上。
对直流斩波器和能耗电阻的过温保护：能耗电阻内埋有铂热电阻(简称为:PT100电阻)，PT100电阻的阻值会随着温度的变化而变化。在实际应用中，通过电阻测量装置实时测量铂热电阻的阻值，根据铂热电阻的阻值得到能耗电阻的温度。如果能耗电阻R的温度低于允许额定值，该允许额定值的一个典型的取值为200度，能耗电阻一直工作；如果能耗电阻R的温度大于等于允许额定值，为防止烧毁能耗电阻，有源电力滤波器停机保护，包括关闭直流斩波器。
综上所述，本发明实施例通过在有源电力滤波器中设置直流斩波器B和能耗电阻R，可以有效地对有源电力滤波器进行过压保护，并且因为直流斩波器和能耗电阻的体积非常小，有源电力滤波器体积没有明显增大。
本发明实施例还可以对直流斩波器和能耗电阻进行过温保护，防止烧毁能耗电阻。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，包括：直流斩波器和能耗电阻，所述直流斩波器和所述能耗电阻串联连接，所述直流斩波器和所述能耗电阻组成的串联电路与有源电力滤波器中的直流电容并联。
2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述直流斩波器的电流容量是有源电力滤波器的电流容量的五分之一。
3.根据权利要求2所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述直流斩波器的电压耐压值不低于800伏特。
4.根据权利要求1所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述能耗电阻的电流容量和所述直流斩波器的电流容量一致。
5.根据权利要求4所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述能耗电阻的功率容量为所述有源电力滤波器的功率容量的二十分之一。
6.根据权利要求1至5任一项所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述直流电容的输出端连接差分运放电路，所述差分运放电路的输出端连接直流斩波器；
所述的直流斩波器，用于根据接收到的差分运放电路的输出电压判断直流电容上的电压是否超过允许设定值，如果是，则直流斩波器工作，直流电容上的电能泄放到能耗电阻上；否则，所述直流斩波器不工作。
7.根据权利要求6所述的有源电力滤波器的直流电压过压保护装置，其特征在于，所述能耗电阻内设置有铂热电阻，根据测量得到的所述铂热电阻的阻值确定所述能耗电阻的温度，当所述能耗电阻的温度大于等于允许额定值，则所述有源电力滤波器停机保护，所述直流斩波器关闭。
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