CN202872368U - 一种三相三线有源电力滤波器 - Google Patents

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丁明进
梁晓燕
杨轶成
钱诗宝
刘瑾
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Abstract

本实用新型公开了一种三相三线有源电力滤波器，包括柜体,其特征在于：所述柜体内部由风道中间隔板(8)分隔为上柜腔体和下柜腔体两个独立腔体,所述电抗器(3)设置于柜体下柜腔体内，所述功率模块单元(1)、矩形电容阵列(2)、主控单元板(4)、驱动单元板(5)、空气开关单元板(6)、接触器单元板(7)设置于上柜腔体内。本实用新型同时考虑了机械结构的紧凑性、可维护性和电气设备、功率器件充分散热、易安装两方面因素，解决了APF柜内电抗器与功率模块单元散热干扰的问题。

Description

一种三相三线有源电力滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种有源电力滤波无功补偿装置，尤其是一种三相三线有源电力滤波器，属于电力设施技术领域。
背景技术
随着电力电子技术的发展，特别是具有非线性特性的变流装置和大容量动态负载被广泛使用，导致电网中的谐波含量不断上升，电网的谐波污染问题日益严重。治理电网的谐波污染，提高用户电能质量，已经成为现代电力系统的重要研究课题之一。有源电力滤波器(以下简称APF)作为一种动态抑制谐波和补偿无功功率的新型电力电子装置，可对大小和频率都变化的谐波分量及无功功率进行补偿，克服了传统无源滤波器的不足。三相三线APF能够分别或同时补偿三相三线电网的谐波电流和无功功率。
在现有的有源电力滤波装置结构设计中通常存在以下缺点：
1.功率模块单元与电抗器没有设置独立的散热通道，导致二者散热互相干扰，电抗器散发出的热量会部分带入功率模块单元散热器进风口，影响功率模块单元散热效果及系统的长期稳定运行；
2.散热风机通常设置在柜体顶部，安装和维护不便；
3.柜体框架部分采用螺栓紧固连接方式，框架整体刚性不强，易产生变形；
4.功率模块单元无单独配置的强制冷却风扇，而是与电抗器统一配置柜顶散热风机。
5.柜体侧门通常由螺钉固定锁死，柜内单元板及设备安装、检修不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，采用上下分体柜内空间，双路独立散热风道，高刚性框架，快开侧门的设计，提供一种新的可靠性高、便于装配及维护的三相三线有源电力滤波器柜设计方案。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种三相三线有源电力滤波器，包括柜体,其特征在于：所述柜体内部由风道中间隔板分隔为上柜腔体和下柜腔体两个独立腔体,所述电抗器设置于柜体下柜腔体内，所述功率模块单元、矩形电容阵列、主控单元板、驱动单元板、空气开关单元板、接触器单元板设置于上柜腔体内。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：所述柜体包括柜体框架及门盖板，柜体框架包括一个左侧框、一个右侧框和一个槽钢底座，左、右侧框之间设置有四根前后横梁，左、右侧框内各设置有七根安装侧梁，槽钢底座设置于柜体框架底部，框架整体为焊接结构。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：所述门盖板包括前门、后对开门、左右侧门和顶盖板，前门和后对开门上设置有进风栅格窗，前门上安装1个触摸屏、3个指示灯和1个控制按钮；所述电抗器设置于下柜腔体内的槽钢底座上；所述矩形电容阵列设置于上柜腔体后侧上部；所述主控单元板设置于上柜腔体前侧上部；功率模块单元设置于矩形电容阵列和主控单元板中间；叠形母排电气连接矩形电容阵列和功率模块单元；所述驱动单元板设置于功率模块单元前侧、矩形电容阵列下方；所述空气开关单元板和接触器单元板背对背设置于功率模块单元正下方；所述风道包括上柜腔体散热风道、下柜腔体散热风道及功率模块单元腔体风道。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：风道包括上柜腔体散热风道、下柜腔体散热风道及功率模块单元腔体风道，上柜腔体散热风道和下柜腔体散热风道双路独立并行设置；下柜腔体散热风道由柜体前门底部栅格窗进风、后对开门中下部冷却风扇出风；上柜腔体散热风道由柜体前门中部栅格窗及后对开门中部栅格窗进风，后对开门顶部冷却风扇出风；功率模块单元腔体风道由散热器支架与散热器合围构成，底部进风，顶部冷却风扇出风。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：4只冷却风扇设置于柜体后对开门上，左右对称布置，其中上柜腔体散热风道设置2只，下柜腔体散热风道设置2只，上、下柜腔体冷却风扇独立设置。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：功率模块单元单独配置2只强制冷却风扇，冷却风扇设置于散热器顶盖板上，将功率器件产生的热量强制排出功率模块单元。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：左右侧门采用无螺钉固定方式，门板顶部设置有2只弹簧卡锁，底部设置有2只定位销轴，实现侧门的快速开启和关闭。
前述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：矩形电容阵列呈竖直倒立放置，电容电极端子安装面朝向柜体下方，电极端子安装面与功率模块单元上IGBT器件端子安装面相互垂直，成90°夹角。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本实用新型正面示意图;
图2为本实用新型侧面结构示意图;
图3为本实用新型轴侧立体结构图;
图4为本实用新型柜体框架立体结构图；
图5为本实用新型功率模块单元立体结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步说明。
如图1所示，为本实用新型“正面示意图”，柜体前门上设置有2处进风栅格窗28，分别为上柜腔体进风栅格窗28和下柜腔体进风栅格窗28；在进风栅格窗28上方分别设置有1个触摸屏21、3个指示灯22和1个控制按钮23； 
如图 2所示，为本实用新型“侧面结构示意图”，柜体内部由风道中间隔板8分隔为上柜腔体和下柜腔体两个独立腔体空间；电抗器3设置于柜体下柜腔体内，安装在槽钢底座14上；功率模块单元1、矩形电容阵列2、主控单元板4、驱动单元板5、空气开关单元板6、接触器单元板7设置于上柜腔体内，所述矩形电容阵列2设置于上柜腔体后侧上部；主控单元板4设置于上柜腔体前侧上部；功率模块单元1设置于矩形电容阵列2和主控单元板4中间；叠形母排10电气连接矩形电容阵列2和功率模块单元1；驱动单元板5设置于功率模块单元1前侧，矩形电容阵列2下方；空气开关单元板6和接触器单元板7背对背设置于功率模块单元1正下方；功率模块单元1、矩形电容阵列2、主控单元板4、驱动单元板5、空气开关单元板6、接触器单元板7均通过两侧安装侧梁16固定于柜体框架11上；4只冷却风扇9安装在柜体后对开门18上，其中，上柜腔体散热风道设置2只，下柜腔体散热风道设置2只。
如图2所示，上柜腔体散热风道和下柜腔体散热风道独立并行设计；下柜腔体散热风道由柜体前门17底部栅格窗28进风，后对开门18中下部冷却风扇9出风；上柜腔体散热风道由柜体前门17中部栅格窗28及后对开门18中部栅格窗28进风，后对开门18顶部冷却风扇9出风。
如图3所示，为本实用新型“轴侧立体结构图”，柜体后对开门18上安装4只冷却风扇9，左右对称布置，其中，上柜腔体散热风道设置2只，下柜腔体散热风道设置2只,后对开门18中部设置有上柜腔体进风栅格窗28。左右侧门19顶部设置有2只弹簧卡锁27，可以快速开启和关闭侧门。
如图4所示，为本实用新型“柜体框架立体结构图”，柜体框架11包括一个左侧框12和一个右侧框13，左侧框12、右侧框13之间设置有四根前后横梁15，左侧框12、右侧框13内各设置有七根安装侧梁16，槽钢底座14设置于柜体框架底部，柜体框架11内各梁、柱及槽钢底座14之间均为焊接连接；
如图5所示，为本实用新型“功率模块单元立体结构图”，功率模块单元1由散热器24、散热器支架25、散热器盖板26和冷却风扇9等组成，散热器24与散热器支架25合围形成单元腔体散热风道，2只强制冷却风扇9设置于散热器盖板26顶部，将功率器件产生的热量强制排出功率模块单元1。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种三相三线有源电力滤波器，包括柜体,其特征在于：所述柜体内部由风道中间隔板(8)分隔为上柜腔体和下柜腔体两个独立腔体,所述电抗器(3)设置于柜体下柜腔体内，所述功率模块单元(1)、矩形电容阵列(2)、主控单元板(4)、驱动单元板(5)、空气开关单元板(6)、接触器单元板(7)设置于上柜腔体内。
2.根据权利要求1所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：所述柜体包括柜体框架(11)及门盖板，柜体框架包括一个左侧框(12)、一个右侧框(13)和一个槽钢底座(14)，左、右侧框之间设置有四根前后横梁(15)，左、右侧框内各设置有七根安装侧梁(16)，槽钢底座(14)设置于柜体框架底部，框架整体为焊接结构。
3.根据权利要求2所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：所述门盖板包括前门(17)、后对开门(18)、左右侧门(19)和顶盖板(20)，前门(17)和后对开门(18)上设置有进风栅格窗(28)，前门(17)上安装1个触摸屏(21)、3个指示灯(22)和1个控制按钮(23)；所述电抗器(3) 设置于下柜腔体内的槽钢底座(14)上；所述矩形电容阵列(2)设置于上柜腔体后侧上部；所述主控单元板(4)设置于上柜腔体前侧上部；功率模块单元(1)设置于矩形电容阵列(2)和主控单元板(4)中间；叠形母排(10)电气连接矩形电容阵列(2)和功率模块单元(1)；所述驱动单元板(5)设置于功率模块单元(1)前侧、矩形电容阵列(2)下方；所述空气开关单元板(6)和接触器单元板(7)背对背设置于功率模块单元(1)正下方；所述风道包括上柜腔体散热风道、下柜腔体散热风道及功率模块单元腔体风道。
4.根据权利要求3所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：风道包括上柜腔体散热风道、下柜腔体散热风道及功率模块单元腔体风道，上柜腔体散热风道和下柜腔体散热风道双路独立并行设置；下柜腔体散热风道由柜体前门(17)底部栅格窗(28)进风、后对开门(18)中下部冷却风扇(9)出风；上柜腔体散热风道由柜体前门(17) 中部栅格窗(28)及后对开门(18)中部栅格窗(28)进风，后对开门(18)顶部冷却风扇(9)出风；功率模块单元(1)腔体风道由散热器支架(25)与散热器(24)合围构成，底部进风，顶部冷却风扇(9)出风。
5.根据权利要求3所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：4只冷却风扇(9)设置于柜体后对开门(18)上，左右对称布置，其中上柜腔体散热风道设置2只，下柜腔体散热风道设置2只，上、下柜腔体冷却风扇(9)独立设置。
6.根据权利要求5所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：功率模块单元(1)单独配置2只强制冷却风扇(9)，冷却风扇(9)设置于散热器顶盖板(26)上。
7.根据权利要求3所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：左右侧门(19)采用无螺钉固定方式，门板顶部设置有2只弹簧卡锁(27)，底部设置有2只定位销轴。
8.根据权利要求1和2所述的三相三线有源电力滤波器，其特征在于：矩形电容阵列(2)呈竖直倒立放置，电容电极端子安装面朝向柜体下方，电极端子安装面与功率模块单元(1)上IGBT器件端子安装面相互垂直，成90°夹角。
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