CN201417950Y - 有源滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种有源滤波装置，其包括电源电路、测量电路、控制电路和逆变电路，电源电路分别测量与电路、控制电路和电网连接，测量电路与控制电路连接，控制电路与逆变电路连接，逆变电路上分别并联有高通滤波器、涌流接触器和防涌流电阻。本实用新型中的测量电路通过PT测量系统中的谐波含量，经过了傅立叶分析后，把数据提供给控制电路，控制电路根据测量电路提供的数据，准确触发逆变器，产生和系统中大小相等，方向相反的谐波，通过电抗器注入到系统中。防涌流电阻的作用主要是，装置启动前先为直流电容充电，保护电压对直流电容的冲击，装置的高通滤波器主要是用来吸收系统中的高次谐波，保护系统电压对逆变器的冲击；装置能小范围的补偿无功。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种滤波装置，尤其是一种有源滤波装置。
背景技术
当前，市场上的谐波冶理装置大多为无源滤波装置。无源滤波装置存在以下缺点：容易与电网发生并联谐谐振，严重影响电网的安全运行，二是装置的工作效率不高，仅能滤除大部分谐波，不能提供高质量的谐波冶理效果，三是滤波电容容易衰减，导致滤波支路失谐，失去滤波的作用。四是寿命不长，最好的无源滤波寿命是4年多，装置报废后，电容会污染环境。五是无源滤波在功率因数高的场合不能用，由于滤波的同时，必须补偿无功，这就导致了无源滤波应用的局限性。六是无源滤波只能滤除固定次数的谐波，若电网中含有的谐波次数多，增加支路的路数会很多，导致成本过高。七是无源滤波不能动态的消除谐波，不能很好的平衡无功。八是无源滤波受温度的影响很大，影响装置的滤波效果。
发明内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种有源滤波装置。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种有源滤波装置，其包括电源电路、测量电路、控制电路和逆变电路，电源电路分别测量与电路、控制电路和电网连接，测量电路与控制电路连接，控制电路与逆变电路连接，逆变电路上分别并联有高通滤波器、涌流接触器和防涌流电阻。
所述逆变电路为三相六桥臂自换相桥式电路，直流电容为其提供一个直流的电压，做为逆变电源，三相六桥臂自换相桥式电路通过平波电抗器接入电网。
所述逆变电路中的IGBT模块可由IGCT模块或IPM模块或GTO模块替换。
所述控制电路结构采用的是TMS320F2812+CPLD组合或由TMS320F2812芯片和F2407芯片的组合。
所述测量电路和控制电路中的处理器均为数字信号处理器DSP。
所述的电源电路专为测量电路和控制电路供电，电源电路的高压侧与电网连接，低压侧分别与控制电路和测量电路连接。
所述控制电路和逆变电路采用光纤触发连接。
所述防涌流电阻与涌流接触器并联连接后再与逆变电路的电抗器连接。
测量电路通过电压互感器PT1采集电网的运行参数，传输给控制部分，测量电路还通过电压互感器PT2采集直流电容两端的电压，判断直流电容两端的电压情况，提高逆变器的电源质量。
防涌流接触器主要是保护直流电容和IGBT，提高了装置的寿命。
本实用新型中的测量电路通过PT测量系统中的谐波含量，经过了傅立叶分析后，把数据提供给控制电路，控制电路根据测量电路提供的数据，准确触发逆变器，产生和系统中大小相等，方向相反的谐波，通过电抗器注入到系统中。
防涌流电阻的作用主要是，装置启动前先为直流电容充电，保护电压对直流电容的冲击，装置的高通滤波器主要是用来吸收系统中的高次谐波，保护系统电压对逆变器的冲击。
控制电路和测量电路中的核心都是快速的数字信号处理器DSP，能快速准确地检测系统中的各次谐波含量，提供给控制电路。控制电路依据检测数据，依据高效的算法，控制逆变器。其性能如下所述：
1动态补偿电网无功功率，暂态响应时间小于1ms；
2动态补偿2——60次谐波；
3可以瞬间提供一定有功功率，补偿电网电压跌落和闪变；
4补偿三相不平衡；
5并网后可以自动运行，不需要人员操作；
6中文图形液晶显示，人机界面清晰友好；
7具有完善的自诊断和监视功能，对故障可具体定位，方便调试。
附图说明
图1是本实用新型电路原理图；
图2是逆变电路原理图；
图3是本实用新型的工作原理图。
其中1.逆变电路，2.为IGBT模块。
具体实施方式
如图1，图2所示：一种有源滤波装置，其包括电源电路、测量电路、控制电路和逆变电路，电源电路分别测量与电路、控制电路和电网连接，测量电路与控制电路连接，控制电路与逆变电路连接，逆变电路上分别并联有高通滤波器、涌流接触器和防涌流电阻。高通滤波器与逆变电路部分并联，主要滤除电网中的高次谐波，提高了逆变器的容量。
所述逆变电路为三相六桥臂自换相桥式电路，直流电容为其提供一个直流的电压，做为逆变电源，三相六桥臂自换相桥式电路通过平波电抗器接入电网。
所述逆变电路中的IGBT模块可由IGCT模块或IPM模块或GTO模块替换。
所述控制电路结构采用的是TMS320F2812+CPLD组合或由TMS320F2812芯片和F2407芯片的组合。
所述测量电路和控制电路中的处理器均为数字信号处理器DSP。
所述的电源电路专为测量电路和控制电路供电，电源电路的高压侧与电网连接，低压侧分别与控制电路和测量电路连接。所述控制电路和逆变电路采用光纤触发连接。
所述防涌流电阻与涌流接触器并联连接后再与逆变电路的电抗器连接。
测量电路通过电压互感器PT1采集电网的运行参数，传输给控制部分，测量电路还通过电压互感器PT2采集直流电容两端的电压，判断直流电容两端的电压情况，提高逆变器的电源质量。
防涌流接触器主要是保护直流电容和IGBT，提高了装置的寿命。
控制电路结构采用了DSP+CPLD的结构，能高速处理数据，这种电路结构也可采用DSP+DSP的模式实现。
本实用新型中的测量电路通过PT测量系统中的谐波含量，经过了傅立叶分析后，把数据提供给控制电路，控制电路根据测量电路提供的数据，准确触发逆变器，产生和系统中大小相等，方向相反的谐波，通过电抗器注入到系统中。
防涌流电阻的作用主要是，装置启动前先为直流电容充电，保护电压对直流电容的冲击，装置的高通滤波器主要是用来吸收系统中的高次谐波，保护系统电压对逆变器的冲击。
控制电路和测量电路中的核心都是快速的数字信号处理器DSP，能快速准确地检测系统中的各次谐波含量，提供给控制电路。控制电路依据检测数据，依据高效的算法，控制逆变器。
如图3所示：设备投入运行的过程，先手动合上空气开关，给控制系统供电并合上设备的开机旋钮后，首先接触器J1闭合，通过防涌流电阻对直流电容器预充电。充电完毕后，闭合接触器J2闭合将防涌流电阻短接，然后设备开始运行。设备退出运行时，先封锁对逆变器的驱动信号，然后控制接触器J1和J2依次断开。设备的控制系统首先通过测量电路获得接入点电压、负荷电流、设备输出电流、补偿后的系统电流、直流电容器电压等信号，利用测量所得信号检出负荷电流的各次谐波分量和不平衡分量，考虑到控制必然存在误差，为了提高补偿的效果，再检出补偿后系统电流中的各次谐波分量和不平衡分量，与负荷的各次谐波分量不平衡分量叠加，这就是设备的输出电流参考信号，进而控制系统的数字信号处理器根据电流参考信号计算得出对逆变器的PWM控制脉冲，并通过控制电路驱动逆变桥的电子开关器件(IGBT)，从而输出相应的各次谐波分量和不平衡分量，实现补偿功能。
Claims (8)
1.一种有源滤波装置，其特征在于：其包括电源电路、测量电路、控制电路和逆变电路，电源电路分别与测量电路、控制电路和电网连接，测量电路与控制电路连接，控制电路与逆变电路连接，逆变电路上分别并联有高通滤波器、涌流接触器和防涌流电阻。
2.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述逆变电路为三相六桥臂自换相桥式电路，直流电容为其提供一个直流的电压，做为逆变电源，三相六桥臂自换相桥式电路通过平波电抗器接入电网。
3.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述逆变电路中的IGBT模块可由IGCT模块或IPM模块或GTO模块替换。
4.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述控制电路结构采用的是TMS320F2812+CPLD组合或由TMS320F2812芯片和F2407芯片的组合。
5.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述测量电路和控制电路中的处理器均为数字信号处理器DSP。
6.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述的电源电路专为测量电路和控制电路供电，电源电路的高压侧与电网连接，低压侧分别与控制电路和测量电路连接。
7.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述控制电路和逆变电路采用光纤触发连接。
8.根据权利要求1所述的有源滤波装置，其特征在于：所述防涌流电阻与涌流接触器并联连接后再与逆变电路的电抗器连接。
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