CN204696688U - 中控室电源谐波柜 - Google Patents

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沙玉峰
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Abstract

本实用新型公开一种中控室电源谐波柜，包括柜体，所述柜体内设有电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测；信号处理模块，对检测的负载电流进行处理并计算，计算出负载电流所含有的谐波成分；PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个PWM谐波补偿控制信号并输出；IGBT逆变器，根据PWM谐波补偿控制信号产生一个和负载电流含有的谐波电流大小相等，相位相反的电流注入到电网中。本实用新型通过电流检测模块实时检测负载电流，通过内部信号处理模块进行计算，计算出负载电流的谐波成分，并通过PWM信号发生器输出PWM谐波补偿控制信号触发IGBT逆变器产生一个反向谐波电流注入到电网中，以滤除高次谐波电流，实现谐波滤波功能。

Description

中控室电源谐波柜
技术领域
本实用新型属于电网系统领域，具体涉及一种中控室电源谐波柜。
背景技术
谐波电流的出现，对于电力系统运行是一种＂污染＂，它们降低了系统电压正弦波形的质量，不但严重地影响电力系统自身，而且还危及用户和周围的通信系统。近半个世纪以来，随着电力电子设备的推广应用，非线性负荷的迅速增加(例如电气机车、工业电炉等的应用)，特别是高压直流输电的运用，谐波污染问题日趋严重，并因此受到人们普遍的关注和重视。而减小谐波影响的技术措施可以从两方面入手：一是从谐波源出发，减少谐波的产生；二是安装滤波器，常见的滤波器包括无源滤波器、有源滤波器以及混合滤波器。无源滤波器也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置；无源滤波器设计方法稳定可靠、结构简单，但其滤波效果依赖于系统阻抗特性，并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波电容老化及非线性负荷的影响；此外，无源滤波器仅能对特定的谐波进行有效地衰减，而出于经济和占地面积方面的考虑，滤波器个数均是有限的，所以对谐波含量丰富的场合，无源滤波器的滤波效果往往不够理想。
与无源滤波器对应的是有源滤波器，例如有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)，它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，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。有源电力滤波器采用开关变换器消除谐波电流，克服了无源滤波器的缺点，因而有源电力滤波器有着无源滤波器无可比拟的技术优势，因此越来越受到人们的关注。但是，本实用新型的发明人经过研究发现，现有的有源滤波器对谐波的补偿还不够理想。
实用新型内容
针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种可以对谐波进行补偿的中控室电源谐波柜，采用模块化设计，使用方便灵活，特别适用于谐波量大的场所。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种中控室电源谐波柜，包括柜体，所述柜体内设有电流检测模块、信号处理模块、PWM信号发生器和IGBT逆变器；其中，
电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测；
信号处理模块，对检测的负载电流进行处理并计算，计算出负载电流所含有的谐波成分；
PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个PWM谐波补偿控制信号并输出；
IGBT逆变器，根据PWM谐波补偿控制信号产生一个和负载电流含有的谐波电流大小相等，相位相反的电流注入到电网中。
本实用新型提供的中控室电源谐波柜，能够通过柜体内的电流检测模块实时检测负载电流，通过内部信号处理模块进行计算，计算出负载电流的谐波成分，并通过PWM信号发生器输出PWM谐波补偿控制信号触发IGBT逆变器产生一个反向谐波电流注入到电网中，以滤除高次谐波电流，实现谐波滤波功能。
进一步，所述电流检测模块为电流互感器。
进一步，所述柜体上还设有用于散热的风道。
进一步，所述柜体上还设有便于挪动的把手。
附图说明
图1是本实用新型提供的中控室电源谐波柜内整体原理示意图。
图中，1、电流检测模块；2、信号处理模块；3、PWM信号发生器；4、IGBT逆变器；10、电网；20、负载。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
请参考图1所示，本发明提供一种中控室电源谐波柜，包括柜体(图中未示)，所述柜体内设有电流检测模块1、信号处理模块2、PWM信号发生器3和IGBT逆变器4；其中，
电流检测模块1，对与外部电网10电连接的负载20的电流进行实时检测；
信号处理模块2，对检测的负载电流进行处理并计算，计算出负载电流所含有的谐波成分；
PWM信号发生器3，根据信号处理模块2的计算结果，产生一个PWM谐波补偿控制信号并输出；
IGBT逆变器4，根据PWM谐波补偿控制信号产生一个和负载电流含有的谐波电流大小相等，相位相反的电流注入到电网中。
本实用新型提供的中控室电源谐波柜，能够通过柜体内的电流检测模块实时检测负载电流，通过内部信号处理模块进行计算，计算出负载电流的谐波成分，并通过PWM信号发生器输出PWM谐波补偿控制信号触发IGBT逆变器产生一个反向谐波电流注入到电网中，以滤除高次谐波电流，实现谐波滤波功能。
作为具体实施例，所述电流检测模块1为电流互感器，由此可以把电网侧大电流转换成小电流来供二次侧的测量装置使用，实现对负载(如RCD负载)20的电流进行实时检测。
作为具体实施例，所述PWM信号发生器3输出的PWM谐波补偿控制信号实为一PWM(Pulse-Width Modulation,脉冲宽度调制)信号，所述PWM信号为高低电平信号，用于对所述IGBT逆变器4进行控制，触发IGBT逆变器产生一个与负载产生的谐波大小相等，相位相反的电流注入到电网中。
作为具体实施例，所述柜体上还设有用于散热的风道，具体可在所述柜体上设置一些独特的风道，以方便对柜体内各个模块工作时产生的热量进行扩散，以免柜体内的热量过高导致模块损坏，提高了中控室电源谐波柜的使用性能。
作为具体实施例，所述柜体上还设有便于挪动的把手，具体可在所述柜体的每个侧边设置一个或多个把手，其用于对柜体进行挪动时便于把握。
本实用新型提供的中控室电源谐波柜，当具体应用到电网中时，其谐波消除率可达到95％以上，对各行各业的供电系统的电能质量起到了显著改善。
以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.中控室电源谐波柜，包括柜体，其特征在于，所述柜体内设有电流检测模块、信号处理模块、PWM信号发生器和IGBT逆变器；其中，
电流检测模块，对与外部电网电连接的负载的电流进行实时检测；
信号处理模块，对检测的负载电流进行处理并计算，计算出负载电流所含有的谐波成分；
PWM信号发生器，根据信号处理模块的计算结果，产生一个PWM谐波补偿控制信号并输出；
IGBT逆变器，根据PWM谐波补偿控制信号产生一个和负载电流含有的谐波电流大小相等，相位相反的电流注入到电网中。
2.根据权利要求1所述的中控室电源谐波柜，其特征在于，所述电流检测模块为电流互感器。
3.根据权利要求1所述的中控室电源谐波柜，其特征在于，所述柜体上还设有用于散热的风道。
4.根据权利要求1所述的中控室电源谐波柜，其特征在于，所述柜体上还设有便于挪动的把手。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109510208A (zh) * 2019-01-10 2019-03-22 瑞通阿西亚(天津)科技有限公司 有源滤波器单柜

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