CN109980646B - 一种模块化有源滤波器及其补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种模块化有源滤波器及其补偿方法，包括壳体、有源滤波器主体和风扇，所述壳体的前方螺栓安装有前挡板，且前挡板的左右两侧均设置有进风口，所述壳体的左右两侧下方均铰接有安装板，且安装板的表面开设有安装孔，所述壳体的左右两侧均螺栓安装有卡块，且卡块设置在安装板的上方，并且壳体的内部螺钉安装有有源滤波器主体，所述壳体的上表面螺钉安装有端盖，且端盖的上表面开设有安装槽，并且安装槽的内部安装有循环水管，所述循环水管的首尾两端分别安装有进水管和出水管，所述风扇镶嵌安装在壳体的后表面；模块化有源滤波器补偿方法，将有源SVG动态无功补偿装置与阻抗型TSC可控硅触发模块装置相结合。

Description

一种模块化有源滤波器及其补偿方法

技术领域

本发明涉及有源滤波器技术领域，具体为一种便于组合安装的模块化有源滤波器及其补偿方法。

背景技术

有源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，现有的有源滤波器大多为整体式的设计，在实际的使用过程中大多单独使用，继而构成单一的滤波电路，随着科技技术的发展，电子设备的多元素发生，1传统的单一滤波电路很难满足现有的复杂电路，这时就需要多个滤波器组合使用，从而从原本的单一滤波电路扩展至模块化，多电路的滤波电路，模块化设计，任意模块故障不会影响其它模块的正常工作，极大提高了整机设备的可靠性，然而在模块化组合使用时，由于需要额外的安装支架，从而极大的降低了装置的实用性，而且组合使用时，其接触面积温度过高，影响整体的实用性效率，极大的降低了实用性。现有有源和无源补偿产品虽然各自都相对比较成熟，但是电力系统节能增效效果还不够理想需要进一步提高。

所以我们提出了一种便于组合安装的模块化有源滤波器及其补偿方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于组合安装的模块化有源滤波器，以解决上述背景技术提出的目前市场上有源滤波器不便模块化组合使用和组合使用时其接触面温度过高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：模块化有源滤波器，包括壳体、有源滤波器主体和风扇，所述壳体的前方螺栓安装有前挡板，且前挡板的左右两侧均设置有进风口，所述壳体的左右两侧下方均铰接有安装板，且安装板的表面开设有安装孔，所述壳体的左右两侧均螺栓安装有卡块，且卡块设置在安装板的上方，并且壳体的内部螺钉安装有有源滤波器主体，所述壳体的上表面螺钉安装有端盖，且端盖的上表面开设有安装槽，并且安装槽的内部安装有循环水管，所述循环水管的首尾两端分别安装有进水管和出水管，所述风扇镶嵌安装在壳体的后表面，所述壳体的左右两侧面均开设有螺纹孔，且螺纹孔设置在卡块的前后两侧。

优选的，所述前挡板与进风口为一体化结构，且前挡板的下方呈镂空网格状结构，并且进风口关于前挡板的中心线对称设置有2个。

优选的，所述安装板关于壳体的中心线对称设置有2个，且安装板呈“凹”字型结构，并且安装板与壳体构成了可旋转结构。

优选的，所述卡块关于壳体的中心线对称设置，且卡块设置有2个，并且卡块与安装板呈对应关系，同时卡块与安装板为凹凸配合结构。

优选的，所述安装槽的深度等于循环水管的上下厚度，且循环水管纵截面为中空矩形结构，并且循环水管的首尾两端均设置在同一方向。

优选的，所述出水管与进水管之间的距离大于安装板的前后长度，且安装板的表面均匀分布有安装孔，并且安装孔与螺纹孔呈对应关系。

模块化有源滤波器补偿方法，将有源SVG动态无功补偿装置与阻抗型TSC可控硅触发模块装置相结合；

1.模块3P4L三相四线SVG动态无功补偿装置接口侧预留了10路TSC信号控制I/O口，分别通过控制接口的排线连接至TSC可控硅触发模块的内部驱动电平口（电平≥DC10V驱动电流≥10mA）；

2.6组TSC可控硅触发模块并联连接，SVG动态无功补偿装置控制端子排线连接至TSC可控硅触发模块投切电平端口。

3.6路TSC可控硅触发模块模组的控制信号分别为K1+、K1-，K2+、K2-，K3+、K3-，K4+、K4-，K5+、K5-，K6+、K6-，其中6组TSC可控硅触发模块模组共地，SVG动态无功补偿装置控制器控制TSC可控硅触发模块投切信号。

综合无功补偿过程

1、通过TSC投切试验发现，若要SVG+TSC的可靠运行，首先需要确保TSC可以正常投切，给TSC模组提供周期为50ms方波，检测模组发出电流波形，TSC模组第一次投切响应时间大约在10ms，第二次投切响应时间超过20ms。

所示为周期为100ms的方波试验，TSC模组第一次投切响应时间大约在10ms，第二次投切响应时间能达到在20ms以内。

2、通过SVG+TSC投切试验发现，SVG控制TSC模组的投切信号，运行SVG主控制器，使能TSC模组的投切信号，示波器检测投切信号与TSC模组电流，SVG发出投切信号后，TSC模组A、B、C 三相全响应时间约为24ms，约为80ms后电流达到稳定。

3、通过SVG+TSC+负载试验负载实验发现，SVG发出无功电流，SVG控制器检测负载无功电流，发出投切信号，经过30ms后SVG主控制器发出TSC模组投切信号，约15ms后TSC模组运行，所以从负载运行到TSC补偿的总响应时间约为45ms。

4、通过多组SVG+TSC+负载试验发现，负载发出感性60kVar感性无功后，SVG+TSC运行后的补偿电流与负载发出的无功电流大小基本相同，方向相反，无功补偿率达到了98.5%以上。

无功补偿综合系统总结：通过不同实验结果可以得出：

1、模块化3P4L SVG+TSC设备易于实现：只需将模块化3SP4L SVG发出的TSC投切信号接入TSC模组面板上的接线端子控制口。

2、模块化3P4L SVG+TSC无功补偿后的效率可达到98.5%以上，满足各个工况无功补偿要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该模块化有源滤波器设置了安装板和卡块，在使用的过程中，能将两个模块的装置牢牢的固定在一起，从而极大的增加了模块化装置组合后的牢固性和稳定性，同时配合着循环水管的使用，进一步的提升了组合后的散热性能；

1、设置有安装板和卡块，在使用的过程中，通过旋转结构的安装板设计，使得装置能安装在任意倾斜的安装台上，从而增加了装置安装效率和安装范围，同时配合着卡块的使用，使得模块化装置进行组合堆叠时能进行较为牢固的连接，从而极大的提高了装置的实用；

2、设置有循环水管，在使用的过程中，能通过循环水管和制冷机组进行使用，从而避免了组合安装后，接触处温度过高的问题，提高装置的实用性；

3、模块化有源滤波器补偿方法，将有源SVG与阻抗型TSC装置相结合可以构成完美无功补偿综合系统，可以实现有源和无源两类产品市场共同推广，提高用户无功补偿精度，降低用户无功补偿投入成本，从而提高企业效益；对客户而言，综合系统具有良好的补偿特性及高性价比，可以与早期的无功补偿系统兼容，使得有源滤波和无功补偿在电力系统节能增效的应用中具有更重要的意义；对社会而言，随着国民经济的发展，有源滤波和无功补偿产品的全面推广，节能增效成为企业和社会的共同关注话题，如何为用户提供安全可靠、优质经济的电能,是电力系统和整个社会面临的主要问题。

附图说明

图1为本发明主视半剖结构示意图；

图2为本发明主视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为本发明侧视结构示意图；

图5为SVG与TSC无功补偿综合系统原理图；

图6为投切信号连接图；

图中：1、壳体；2、前挡板；3、进风口；4、安装板；5、卡块；6、有源滤波器主体；7、端盖；8、安装槽；9、循环水管；10、进水管；11、风扇；12、出水管；13、安装孔；14、螺纹孔。

其中：APF表示有源电力滤波器；3P4L表示三相四线；SVG表示动态无功补偿装置；TSC模块表示TSC可控硅触发模块。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：模块化有源滤波器，包括壳体1、前挡板2、进风口3、安装板4、卡块5、有源滤波器主体6、端盖7、安装槽8、循环水管9、进水管10、风扇11、出水管12、安装孔13和螺纹孔14，壳体1的前方螺栓安装有前挡板2，且前挡板2的左右两侧均设置有进风口3，壳体1的左右两侧下方均铰接有安装板4，且安装板4的表面开设有安装孔13，壳体1的左右两侧均螺栓安装有卡块5，且卡块5设置在安装板4的上方，并且壳体1的内部螺钉安装有有源滤波器主体6，壳体1的上表面螺钉安装有端盖7，且端盖7的上表面开设有安装槽8，并且安装槽8的内部安装有循环水管9，循环水管9的首尾两端分别安装有进水管10和出水管12，风扇11镶嵌安装在壳体1的后表面，壳体1的左右两侧面均开设有螺纹孔14，且螺纹孔14设置在卡块5的前后两侧。

前挡板2与进风口3为一体化结构，且前挡板2的下方呈镂空网格状结构，并且进风口3关于前挡板2的中心线对称设置有2个，镂空结构的设计，增加装置的散热性能。

安装板4关于壳体1的中心线对称设置有2个，且安装板4呈“凹”字型结构，并且安装板4与壳体1构成了可旋转结构，采用旋转结构的安装板4设计，使得装置能安装在不同倾斜的安装台，提高安装范围。

卡块5关于壳体1的中心线对称设置，且卡块5设置有2个，并且卡块5与安装板4呈对应关系，同时卡块5与安装板4为凹凸配合结构，采用凹凸配合的设计，增加了模块化设计的装置，其组合时的牢固性和稳定性。

安装槽8的深度等于循环水管9的上下厚度，且循环水管9纵截面为中空矩形结构，并且循环水管9的首尾两端均设置在同一方向，保证了两个装置组合后，其上方装置的下表面能与循环水管9接触，从而保证散热效果，增加散热性能。

出水管12与进水管10之间的距离大于安装板4的前后长度，且安装板4的表面均匀分布有安装孔13，并且安装孔13与螺纹孔14呈对应关系，避免安装板4对出水管12与进水管10造成阻碍，保证该装置的正常使用，同时安装孔13与螺纹孔14的设计，进一步的增加组合后的牢固性。

工作原理：在使用该便于组合安装的模块化有源滤波器时，首先，结合图1-3所示，首先将装置整体放置到合适的位置，而后结合安装环境来旋转调节安装板4合适的角度，进而配合在安装板4和安装孔13的使用来对装置整体进行安装固定，在使用的过程中，风扇11配合着前挡板2和进风口3的使用，有效的对装置内部的有源滤波器主体6进行散热。

当装置需要进行组合使用时，结合图4所示，可将两个装置堆叠在一起，从而旋转上方装置的安装板4，从而使得安装板4与卡块5进行凹凸配合，从而再通过安装孔13和螺纹孔14对其进行安装固定，从而有效的保证了组合后的稳定性，同时可根据需求来提高散热性能，当需要进行强制散热时，可将进水管10和出水管12分别与制冷机组进行连接，从而使得制冷机组产生的低温液体进入循环水管9，从而通过循环水管9对两个装置进行散热，极大的增加了装置的实用性。

如图5~6所示，模块3P4L SVG动态无功补偿装置接口侧预留了10路TSC信号控制I/O口，分别通过控制接口的排线连接至TSC模块的内部驱动电平口（电平≥DC10V 驱动电流≥10mA）；6组TSC并联连接，SVG控制端子排线连接至TSC投切电平端口：6路TSC模组的控制信号分别为K1+、K1-，K2+、K2-，K3+、K3-，K4+、K4-，K5+、K5-，K6+、K6-，其中6组TSC模组共地，SVG控制器控制TSC投切信号。

从而完成一系列工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种模块化有源滤波器，包括壳体（1）、有源滤波器主体（6）和风扇（11），其特征在于：所述壳体（1）的前方螺栓安装有前挡板（2），且前挡板（2）的左右两侧均设置有进风口（3），所述壳体（1）的左右两侧下方均铰接有安装板（4），且安装板（4）的表面开设有安装孔（13），所述壳体（1）的左右两侧均螺栓安装有卡块（5），且卡块（5）设置在安装板（4）的上方，并且壳体（1）的内部螺钉安装有有源滤波器主体（6），所述壳体（1）的上表面螺钉安装有端盖（7），且端盖（7）的上表面开设有安装槽（8），并且安装槽（8）的内部安装有循环水管（9），所述循环水管（9）的首尾两端分别安装有进水管（10）和出水管（12），所述风扇（11）镶嵌安装在壳体（1）的后表面，所述壳体（1）的左右两侧面均开设有螺纹孔（14），且螺纹孔（14）设置在卡块（5）的前后两侧；所述安装板（4）关于壳体（1）的中心线对称设置有2个，且安装板（4）呈“凹”字型结构，并且安装板（4）与壳体（1）构成了可旋转结构；所述卡块（5）关于壳体（1）的中心线对称设置，且卡块（5）设置有2个，并且卡块（5）与安装板（4）呈对应关系，同时卡块（5）与安装板（4）为凹凸配合结构。

2.根据权利要求1所述模块化有源滤波器，其特征在于：所述前挡板（2）与进风口（3）为一体化结构，且前挡板（2）的下方呈镂空网格状结构，并且进风口（3）关于前挡板（2）的中心线对称设置有2个。

3.根据权利要求1所述的一种模块化有源滤波器，其特征在于：所述安装槽（8）的深度等于循环水管（9）的上下厚度，且循环水管（9）纵截面为中空矩形结构，并且循环水管（9）的首尾两端均设置在同一方向。

4.根据权利要求1所述的一种模块化有源滤波器，其特征在于：所述出水管（12）与进水管（10）之间的距离大于安装板（4）的前后长度，且安装板（4）的表面均匀分布有安装孔（13），并且安装孔（13）与螺纹孔（14）呈对应关系。

5.根据权利要求1所述的模块化有源滤波器补偿方法，其特征在于：将有源SVG动态无功补偿装置与阻抗型TSC可控硅触发模块装置相结合；

1）.模块3P4L三相四线SVG动态无功补偿装置接口侧预留了10路TSC信号控制I/O口，分别通过控制接口的排线连接至TSC可控硅触发模块的内部驱动电平口；

2）.6组TSC可控硅触发模块并联连接，SVG动态无功补偿装置控制端子排线连接至TSC可控硅触发模块投切电平端口；

3）.6路TSC可控硅触发模块模组的控制信号分别为K1+、K1-，K2+、K2-，K3+、K3-，K4+、K4-，K5+、K5-，K6+、K6-，其中6组TSC可控硅触发模块模组共地，SVG动态无功补偿装置控制器控制TSC可控硅触发模块投切信号。