CN206673589U - 一种混合动态消谐补偿装置 - Google Patents

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徐伟光
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Abstract

本实用新型特别涉及一种混合动态消谐补偿装置。包括有源滤波电路、第一滤波补偿电路、第二滤波补偿电路和控制器，所述有源滤波电路、所述第一滤波补偿电路和所述第二滤波补偿电路并联后接入电网；所述控制器输入端连接电网母线，所述控制器输出端分别连接所述有源滤波电路、所述第一滤波补偿电路和所述第二滤波补偿电路。本实用新型融合了动态无源补偿和有源谐波补偿技术，可高效滤除负载谐波，抑制系统振荡，提高电网稳定性，同时取得明显的节能降耗和供电设备增容的效果。同时，本实用新型设置了两个滤波补偿电路，在其中一个滤波补偿电路因电路故障或者电子元件故障无法使用时，另一滤波补偿电路还可以使用，增加了本实用新型的适用范围。

Description

一种混合动态消谐补偿装置
技术领域
本实用新型涉及变电技术领域，特别涉及一种混合动态消谐补偿装置。
背景技术
现代企业朝着智能化、现代化发展的同时，谐波电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题也变得更加严重。在低压配电系统中，存在复杂谐波源，如轧机、电炉、焊机、充电机等，这些负载产生较复杂的谐波电流，危及配电系统的正常运行，甚至引发严重的电气事故。同时这些低压配电系统无功功率低下，生产效率亟待提高。传统的无源技术因其先天局限性很难综合解决这些问题，尤其对于商建、医院、数据中心、通讯等现代建筑，大量LED变频器调光灯空调等的接入，大大加重了谐波危害，同时其大量基于自动化控制，对电网兼容性提出更高的要求，迫切的需要一种高效的综合性解决方案。
实用新型内容
本实用新型提供了一种混合动态消谐补偿装置，解决了以上所述的技术问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种混合动态消谐补偿装置，包括有源滤波电路、第一滤波补偿电路、第二滤波补偿电路和控制器，所述有源滤波电路、所述第一滤波补偿电路和所述第二滤波补偿电路并联后接入电网；所述控制器输入端连接电网母线，所述控制器输出端分别连接所述有源滤波电路、所述第一滤波补偿电路和所述第二滤波补偿电路。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的控制器可以通过电网母线获取电网的取样电压信号和/或取样电流信号，根据取样电压信号和/或取样电流信号选择有源滤波电路进行有源滤波，或者选择第一滤波补偿电路或第二滤波补偿电路进行滤波补偿，从而融合了动态无源补偿技术和有源谐波补偿技术，具有滤波容量大、滤波范围广，滤波效率高、能够实时跟踪和响应的特点，可高效滤除负载谐波，抑制系统振荡，提高电网稳定性，同时取得明显的节能降耗和供电设备增容的效果。同时，本实用新型设置了两个滤波补偿电路，在其中一个滤波补偿电路因电路故障或者电子元件故障无法使用时，另一滤波补偿电路还可以使用，增加了本实用新型的适用范围。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述有源滤波电路包括PWM变流单元、第一电容C1和第一电感L1，所述第一电感L1与所述PWM变流单元串联，所述第一电容C1并联于所述PWM变流单元两端。
进一步，所述PWM变流单元为由IGBT组成的三相三电平结构的逆变器。
进一步，所述第一滤波补偿电路包括依次串联的第一投切接触器KM1、第二电容C2和第二电感L2。
进一步，所述第二滤波补偿电路包括依次串联的第二投切接触器KM2、第三电感L3、电阻R1和第三电容C3。
进一步，所述第二投切接触器KM2两端并联有晶闸管D1。
进一步，所述混合动态消谐补偿装置还包括控制柜，有源滤波电路、第一滤波补偿电路、第二滤波补偿电路和控制器均设置在控制柜中，所述控制柜中还设有温度传感器、湿度传感器和报警器，所述温度传感器和所述湿度传感器均连接控制器输入端，所述控制器输出端连接所述报警器。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为一个实施例提供的一种混合动态消谐补偿装置的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为一个实施例提供的一种混合动态消谐补偿装置的电路结构图，如图1所示，所述混合动态消谐补偿装置包括有源滤波电路1、第一滤波补偿电路2、第二滤波补偿电路3和控制器4，所述有源滤波电路1、所述第一滤波补偿电路2和所述第二滤波补偿电路3并联后接入电网；所述控制器4输入端连接电网母线，所述控制器4输出端分别连接所述有源滤波电路1、所述第一滤波补偿电路2和所述第二滤波补偿电路3。
本实施例中，控制器可以通过电网母线获取电网的取样电压信号和/或取样电流信号，根据取样电压信号和/或取样电流信号选择有源滤波电路进行有源滤波，或者选择第一滤波补偿电路或第二滤波补偿电路进行滤波补偿，从而融合了动态无源补偿技术和有源谐波补偿技术，具有滤波容量大、滤波范围广，滤波效率高、能够实时跟踪和响应的特点，可高效滤除负载谐波，抑制系统振荡，提高电网稳定性，同时取得明显的节能降耗和供电设备增容的效果。同时，本实用新型设置了两个滤波补偿电路，在其中一个滤波补偿电路因电路故障或者电子元件故障无法使用时，另一滤波补偿电路还可以使用，增加了本实施例的适用范围。
本实施例中，所述有源滤波电路1包括PWM变流单元5、第一电容C1和第一电感L1，所述第一电感L1与所述PWM变流单元5串联，所述第一电容C1并联于所述PWM变流单元5两端，具体的，所述PWM变流单元5为由IGBT组成的三相三电平结构的逆变器。该优选实施例中，控制器控制PWM变流单元的输出相位及大小，从而对第一滤波补偿电路或者第二滤波补偿电路无法满足的快速变化的谐波电流进行补偿，或者对第一滤波补偿电路或者第二滤波补偿电路无法兼顾的小容量无功电流进行补偿，从时间和容量上满足补偿的精度。
本实施例中，所述第一滤波补偿电路2包括依次串联的第一投切接触器KM1、第二电容C2和第二电感L2，所述第二滤波补偿电路3包括依次串联的第二投切接触器KM2、第三电感L3、电阻R1和第三电容C3。该实施例中，控制器通过控制第一投切接触器KM1和第二投切接触器KM2的通断，选择第一滤波补偿电路和/或第二滤波补偿电路进行大功量的无功补偿和指定次数的谐波滤除，同时，在其中一个滤波补偿电路因电路故障或者电子元件故障无法使用时，另一滤波补偿电路还可以使用，增加了本实施例的适用范围。本实施例中，所述第二投切接触器KM2两端并联有晶闸管D1，晶闸管D1同样可以实现无触电开关投切，当第二投切接触器KM2损坏时，可以采用晶闸管D1对第二滤波补偿电路进行控制。
在其他优选实施例中，还包括控制柜，有源滤波电路1、第一滤波补偿电路2、第二滤波补偿电路3和控制器4均设置在控制柜中，所述控制柜中还设有温度传感器、湿度传感器和报警器，所述温度传感器和所述湿度传感器均连接控制器4输入端，所述控制器4输出端连接所述报警器。采用这种方法不仅可以更好的保护混合动态消谐补偿装置中的各种电路结构，同时，在控制柜中的温度值和湿度值超过设定阈值时及时报警，并可以控制电源滤波电路、第一滤波补偿电路或第二滤波补偿电路中的一个或多个停止工作，防止发生更大的危险。
在另一优选实施例中，所述控制柜顶部还设有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过支撑架设置在控制柜顶部，所述支撑架为三角形或者弧形，所述太阳能能电池板通过储能装置连接所述控制器，用于为所述控制器供电。所述控制柜中还设有用于调节太阳能电池板朝向的调节机构，所述太阳能电池板上设有太阳光跟踪传感器，所述太阳光跟踪传感器连接所述调节机构的输入端，从而通过太阳光跟踪传感器所感应到的太阳位置调整太阳能电池板的角度，使太阳能电池板吸收光能的效果更好，光电转换速度更快。
在另一优选实施例中，所述混合动态消谐补偿装置还包括电压检测电路和电流检测电路，所述电压检测电路用于检测电阻R1两端的电压，所述电流检测电路用于检测流经电感L1和电感L2的电流，所述电压检测电路和电流检测电路均连接控制器的输入端，控制器即可以根据电压检测电路的检测值以及电流检测电路的检测值，判断第一滤波补偿电路、第二滤波补偿电路以及有源滤波电路是否正常，若不正常可以及时发出报警信息，同时，当第一滤波补偿电路或者第二滤波补偿电路任一损坏时，采用另一个替换使用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种混合动态消谐补偿装置，其特征在于，包括有源滤波电路(1)、第一滤波补偿电路(2)、第二滤波补偿电路(3)和控制器(4)，所述有源滤波电路(1)、所述第一滤波补偿电路(2)和所述第二滤波补偿电路(3)并联后接入电网；所述控制器(4)输入端连接电网母线，所述控制器(4)输出端分别连接所述有源滤波电路(1)、所述第一滤波补偿电路(2)和所述第二滤波补偿电路(3)。
2.根据权利要求1所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，所述有源滤波电路(1)包括PWM变流单元(5)、第一电容C1和第一电感L1，所述第一电感L1与所述PWM变流单元(5)串联，所述第一电容C1并联于所述PWM变流单元(5)两端。
3.根据权利要求2所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，所述PWM变流单元(5)为由IGBT组成的三相三电平结构的逆变器。
4.根据权利要求1～3任一所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，所述第一滤波补偿电路(2)包括依次串联的第一投切接触器KM1、第二电容C2和第二电感L2。
5.根据权利要求4所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，所述第二滤波补偿电路(3)包括依次串联的第二投切接触器KM2、第三电感L3、电阻R1和第三电容C3。
6.根据权利要求5所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，所述第二投切接触器KM2两端并联有晶闸管D1。
7.根据权利要求5所述的混合动态消谐补偿装置，其特征在于，还包括控制柜，有源滤波电路(1)、第一滤波补偿电路(2)、第二滤波补偿电路(3)和控制器(4)均设置在控制柜中，所述控制柜中还设有温度传感器、湿度传感器和报警器，所述温度传感器和所述湿度传感器均连接控制器(4)输入端，所述控制器(4)输出端连接所述报警器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110995164A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 杭州电子科技大学 集成了新型本振泄露补偿网络的毫米波双平衡混频器
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