CN201956686U - 有源电力滤波装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及有源电力滤波装置，目的是提供一种具有自动切换故障电路，保证负载正常运行的有源电力滤波装置。包括至少两台并联运行的模块化有源电力滤波器、与有源电力滤波器相连的后台监控管理设备。本实用新型通过多台模块化有源电力滤波器并联运行及后台监控管理设备，实现网络化冗余控制，提高了滤波及功率因数补偿的可靠性，使电网的高次谐波及功率因数得以明显改善，并可用于移动负载提供滤波及补偿。

Description

有源电力滤波装置
技术领域
本实用新型涉及电力设备制造领域，更具体的说，本实用新型是关于改善电网质量的有源电力滤波装置。
背景技术
随着电力市场的开放和科学技术的发展，电力用户（尤其是半导体企业）对优质、可靠供电提出了越来越高的要求。电能质量问题，引起越来越多的重视。
电能质量问题主要可归纳为：电压波动（闪变）、谐波、电压不对称、过电压、欠电压、电压跌落和供电中断等几项。其中谐波是主要的电能质量问题。谐波有一类是电网供电电压含有电压谐波，另一类是非线性负载产生的电流谐波。
对谐波的治理，目前有两种思路：一种思路是设置谐波补偿装置，如各种无源、有源滤波装置，设法抑制由各种非线性负载所产生的谐波；另一种思路是在电力电子装置完成自身主要功能任务的同时，对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，例如各种脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)整流技术。这两种方法有各自的优点和适用范围，近年来都得到了较快的发展。
有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对幅度和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，并可以克服无源滤波器的许多缺点，是一种很有前途的谐波抑制方法。
中国专利局于2011年01月26日公告了一份CN201726135U号文献，名称为一种有源滤波装置，该装置包括测量电路、控制电路和逆变电路,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和防涌流电阻；逆变电路包括桥式电路、直流电容和电抗器,桥式电路与直流电容并联,然后通过电抗器,再分别依次经过涌流接触器、主接触器、空气开关接入电网。该装置的缺点是滤波及补偿由一套电路完成，当某一电路发生故障，将使整个有源滤波装置失去功能，进而影响到负载的正常运行。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中存在的上述缺点，提供了一种具有自动切换故障电路，保证负载正常运行的有源电力滤波装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型包括至少两台并联运行的模块化有源电力滤波器、与有源电力滤波器相连的后台监控管理设备。模块化设计的优点是灵活并节约空间，将至少两台有源电力滤波器并联运行，可以实现系统冗余功能，显著提高系统的可靠性；后台监控管理设备起到监控和管理功能；比如安装一台300A有源电力滤波器系统，采用单台设备300A有源电力滤波器，当有源电力滤波器发生故障时，整个滤波系统功能瘫痪；而如果采用6个50A模块化有源电力滤波器并机，一个模块化有源电力滤波器发生故障，后台监控管理设备控制该有源电力滤波器退出运行，其余五个模块化有源电力滤波器还能正常运行，还可滤除250A谐波电流，从而保证了整个系统的稳定运行。
作为优选，有源电力滤波器包括智能功率模块及RS 485/232通讯接口。智能功率模块(Intelligent Power Module，简称IPM)模块；IPM是采用微电子技术和先进的制造工艺，把智能功率集成电路与微电子器件及外围功率器件组装成一体，能实现智能功率控制的商品化部件；RS 485/232通讯接口用于实现与后台监控管理设备的通讯。
作为优选，有源电力滤波器包括智能功率模块及GPRS通讯接口。智能功率模块与GPRS通讯接口结合可以实现与后台监控管理设备的无线通讯，从而增加有源电力滤波器安装的灵活性，并可以为移动负载进行滤波及功率因数补偿。
作为优选，智能功率模块包括欠压保护电路、驱动IGBT的电路、过流保护电路、短路保护电路、温度传感器及过热保护电路、门电路和IGBT器件。欠压保护电路、过流保护电路、短路保护电路及过热保护电路为智能功率模块提供了完善的保护，提高了可靠性。
作为优选，后台监控管理设备包括微处理器、GPRS通讯接口及RS 485/232通讯接口，微处理器通过Modbus协议与有源电力滤波器连接。微处理器通过RS 485/232通讯接口与智能功率模块实现有线通讯，通过GPRS通讯接口与智能功率模块实现无线通讯。
本实用新型的有益效果是：通过多台模块化有源电力滤波器并联运行及后台监控管理设备，实现网络化冗余控制，提高了滤波及功率因数补偿的可靠性，使电网的高次谐波及功率因数得以明显改善，并可用于移动负载提供滤波及补偿。
附图说明
图1是本实用新型有源电力滤波装置的一种系统框图；
图2是智能功率模块的一种结构框图。
图中：1.电网，2.配电系统，3.具有RS 485/232通讯接口的有源电力滤波器，4.检测设备，5.负载，6. 后台监控管理设备，7. 具有GPRS通讯接口的有源电力滤波器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例的有源电力滤波装置，参见图1，包括并联连接的六个有源电力滤波器、后台监控管理设备6，其中四个是具有RS 485/232通讯接口的有源电力滤波器3，两个是具有GPRS通讯接口的有源电力滤波器7，后台监控管理设备6包括微处理器及RS 485/232通讯接口和GPRS通讯接口，后台监控管理设备6通过485/232通讯接口与具有RS 485/232通讯接口的有源电力滤波器3有线连接，后台监控管理设备6通过GPRS通讯接口与具有GPRS通讯接口的有源电力滤波器7无线连接。具有RS 485/232通讯接口的有源电力滤波器3包括智能功率模块及RS 485/232通讯接口；具有GPRS通讯接口的有源电力滤波器7包括智能功率模块及GPRS通讯接口。
参见图2，智能功率模块包括欠压保护电路、驱动IGBT的电路、过流保护电路、短路保护电路、温度传感器及过热保护电路、门电路和IGBT器件。
电网1通过配电系统2、检测设备4与负载5相连，有源电力滤波装置通过检测设备4检测负载5一侧的电流及电压的功率因数及高次谐波，后台监控管理设备6根据检测到的功率因数及高次谐波，进行有源电力滤波器的切换，即通过RS 485/232通讯接口控制具有RS 485/232通讯接口的有源电力滤波器3的切换，通过GPRS通讯接口控制具有GPRS通讯接口的有源电力滤波器7的切换，当后台监控管理设备6检测到某个有源电力滤波器故障时，自动将该有源电力滤波器切除。
以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1. 一种有源电力滤波装置，其特征在于：包括至少两台并联运行的模块化有源电力滤波器、与所述有源电力滤波器相连的后台监控管理设备。
2.根据权利要求1所述的有源电力滤波装置，其特征在于：所述有源电力滤波器包括智能功率模块及RS 485/232通讯接口。
3.根据权利要求1所述的有源电力滤波装置，其特征在于：所述有源电力滤波器包括智能功率模块及GPRS通讯接口。
4.根据权利要求2或3所述的有源电力滤波装置，其特征在于：所述智能功率模块包括欠压保护电路、驱动IGBT的电路、过流保护电路、短路保护电路、温度传感器及过热保护电路、门电路和IGBT器件。
5.根据权利要求1或2所述的有源电力滤波装置，其特征在于：所述后台监控管理设备包括微处理器、GPRS通讯接口及RS 485/232通讯接口，所述微处理器通过Modbus协议与所述有源电力滤波器连接。
6.根据权利要求1或3所述的有源电力滤波装置，其特征在于：所述后台监控管理设备包括微处理器、GPRS通讯接口及RS 485/232通讯接口，所述微处理器通过GPRS通讯方式与所述有源电力滤波器连接。
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