CN216564519U - 一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，属于开关柜滤波电路技术领域。包括一次自耦升压电路以及与一次升压电路耦合的二次电流采样转换电路；一次自耦升压电路包括塑壳断路器、自耦变压器以及有源滤波装置，塑壳断路器输入端连接于三相电，自耦变压器输入端连接于塑壳断路器输出端，有源滤波装置输入端连接于自耦变压器输出端；所述二次电流采样转换电路包括采样电流互感器以及转换电流互感器。通过本实用新型，利用技术成熟可靠的有源滤波器和调压范围宽、体积相对较小、技术成熟的自耦变压器，并利用小变比的电流互感器来转换采样电流实现二次电流采样电路，实现了不同电压等级的低压配电系统的谐波补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，属于开关柜滤波电路技术领域。
背景技术
目前，某些行业的特殊负载如：港口及码头的装载机、起重机、行车、矿石或煤炭运输用的带式输送机，钢铁行业的轧机和各种中频炉，钻井平台的绞车、钻盘、泥浆泵等传动设备，石油化工行业及造纸行业的风机、水泵和压缩机，橡胶行业的密炼机交流调速设备，这些关键领域行业的电机负载大部分使用电压等级600～690V的工程型变频器，工作时产生大量谐波，严重影响了配电系统电能质量及电气设备的用电安全。有源电力滤波器作为目前最有效的谐波治理方案，帮助用户解决谐波污染问题。
但是，目前低压有源滤波器的拓扑结构基本都是基于额定工作电压400V电压等级的，无法直接应用在600～690V低压配电系统中，导致600～690V配电系统中谐波污染无法治理，或者只能通过滤波效果很差的无源滤波支路。以600V配电系统为例，通常的做法是400V有源滤波器经过自耦变压器串联升压至600V实现，利于电流互感器采集600V系统的负载电流，再利用小变比的电流互感器转换至400V侧的采样电流后才能进入400V有源滤波器采样系统。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，利用自耦变压器和小变比电流互感器采样电路实现不同电压等级的谐波补偿主电路和二次电流采样转换电路，解决有源滤波器不能应用不同电压等级的低压配电系统的问题。
本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，包括一次自耦升压电路以及与一次升压电路耦合的二次电流采样转换电路；
所述一次自耦升压电路包括塑壳断路器、自耦变压器以及有源滤波装置，所述塑壳断路器输入端连接于三相电，所述自耦变压器输入端连接于塑壳断路器输出端，所述有源滤波装置输入端连接于自耦变压器输出端，所述有源滤波装置包括三个相互并联的有源滤波器模块；
所述二次电流采样转换电路包括采样电流互感器以及转换电流互感器，所述采样电流互感器一次侧输入端接入三相电，采样电流互感器二次侧输出端连接于所述转换电流互感器一次侧输入端，所述转换电流互感器二次侧输出端连接于所述有源滤波装置输入端。
作为优选实例，每个所述有源滤波器模块均包括CT1端子、CT2端子、CT3端子、CT4端子、CT5端子以及CT6端子，所述转换电流互感器包括A相线、B相线、C相线，所述转换电流互感器的A相线与每个有源滤波器模块的CT1端子、CT2端子串联后接地，所述转换电流互感器的B相线与每个有源滤波器模块的CT3端子、CT4端子串联后接地，所述转换电流互感器的C相线与每个有源滤波器模块的CT5端子、CT6端子串联后接地。
作为优选实例，所述塑壳断路器与所述自耦变压器之间连接有第一浪涌保护器，所述自耦变压器与有源滤波装置之间连接有第二浪涌保护器。
作为优选实例，所述塑壳断路器采用额定电压为690V的塑壳断路器，所述自耦变压器采用变比为600V/400V的自耦变压器，所述第一浪涌保护器额定电压为690V，所述第二浪涌保护器额定电压为400V，所述有源滤波器模块采用额定电压为400V的并联型有源电力滤波器，所述采样电流互感器模块采用额定电压不低于600V的电流互感器。
本实用新型的有益效果是：
通过本实用新型，利用技术成熟可靠的有源滤波器和调压范围宽、体积相对较小、技术成熟的自耦变压器，并利用小变比的电流互感器来转换采样电流实现二次电流采样电路，实现了不同电压等级的低压配电系统的谐波补偿。
附图说明
图1为带自耦变压器升压的有源滤波装置电路示意图；
图2为采样电流互感器CT1及转换电流互感器CT2之间的连接示意图；
图3为转换电流互感器CT2与第一至第三有源滤波器模块电流端子之间的连接示意图；
图4为600V系统采样电流互感器CT1连接示意图。
其中，PEN：PEN线，DL：塑壳断路器，TM：自耦变压器，SD1：第一浪涌保护器，SD2：第二浪涌保护器，MODULE1：第一有源滤波器模块，MODULE2：第二有源滤波器模块，MODULE3：第三有源滤波器模块，CT1：采样电流互感器，CT2：转换电流互感器，A1：进线柜，B1：有源滤波器柜，C1：第一馈线柜，Cn：第n馈线柜。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐述本实用新型。
实施例：
如图1-图4所示，本实用新型实施例提供了一种利于自耦变压器和小变比电流互感器实现不同电压等级低压配电系统谐波补偿的有源滤波器电路结构，它包括一次自耦升压电路以及与一次升压电路耦合的二次电流采样转换电路。
如图1所示，一次自耦升压电路包括塑壳断路器DL、自耦变压器TM以及有源滤波装置，塑壳断路器DL额定电压为690V，塑壳断路器DL输入端分别连接于三相电L1、L2、L3，自耦变压器TM变比为600V/400V，自耦变压器TM输入端连接于塑壳断路器DL输出端，有源滤波装置输入端连接于自耦变压器TM输出端，有源滤波装置包括三个相互并联的有源滤波器模块，有源滤波器模块采用额定电压为400V的并联型有源电力滤波器，分别为第一有源滤波器模块MODULE1、第二有源滤波器模块MODULE2、第三有源滤波器模块MODULE3，每个有源滤波器上设有U端子、V端子、W端子并分别接入由自耦变压器TM输出端引出的三相电L1、L2、L3。
如图2-图3所示，二次电流采样转换电路包括采样电流互感器CT1以及转换电流互感器CT2，采样电流互感器CT1为600V侧电流采样的电流互感器，其额定电压不低于600V，转换电流互感器CT2为600V侧采样电流转换为400V侧电流的电流互感器，采样电流互感器CT1一次侧输入端接入三相电L1、L2、L3，采样电流互感器CT1二次侧输出端三相星型线CT1-A、CT1-B、CT1-C分别连接于转换电流互感器CT2一次侧输入端三相星型线CT2-A、CT2-B、CT2-C，转换电流互感器CT2二次侧输出端连接于有源滤波装置输入端，具体的，每个有源滤波器均包括CT1端子、CT2端子、CT3端子、CT4端子、CT5端子以及CT6端子，转换电流互感器CT2二次侧输出端接有三相星型线CT2-A、CT2-B、CT2-C，转换电流互感器的CT2-A相线与每个有源滤波器的CT1端子、CT2端子串联后接地，转换电流互感器CT2的CT2-B相线与每个有源滤波器的CT3端子、CT4端子串联后接地，转换电流互感器CT2的CT2-C相线与每个有源滤波器模块的CT5端子、CT6端子串联后接地。
优选的，如图1所示，塑壳断路器DL与自耦变压器TM之间连接有第一浪涌保护器SD1，自耦变压器TM与有源滤波装置之间连接有第二浪涌保护器SD2，其中第一浪涌保护器SD1额定电压为690V，第二浪涌保护器SD2额定电压为400V。当本实用新型电路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，第一浪涌保护器SD1与第二浪涌保护器SD2能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害.
工作原理：
如图4所示，三相电L1、L2、L3以及PEN线由进线柜A1接入，有源滤波器柜B1内设有一次自耦升压电路以及二次电流采样转换电路，一次自耦升压电路是由400V的有源滤波器通过自耦变压器升压达到600V电压等级来实现，二次电流采样转换电路是由690V侧系统采样电流互感器CT1二次回路经过转换电流互感器CT2转换为400V侧对应的电流再送至有源滤波器模块电流采样回路来实现，最终，第一馈线柜C1至第n馈线柜Cn将有源滤波器柜B1内的总线再分配到各个终端。利用技术成熟可靠的400V有源滤波器和调压范围宽、体积相对较小、技术成熟的自耦变压器，并利用小变比的电流互感器来转换采样电流实现二次电流采样电路，实现了不同电压等级的低压配电系统的谐波补偿。
以上文字描述和显示了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应当了解，本实用新型不被上述实施例的限制，在不脱离本实用新型核心内容和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，其特征在于，包括一次自耦升压电路以及与一次升压电路耦合的二次电流采样转换电路；
所述一次自耦升压电路包括塑壳断路器、自耦变压器以及有源滤波装置，所述塑壳断路器输入端连接于三相电，所述自耦变压器输入端连接于塑壳断路器输出端，所述有源滤波装置输入端连接于自耦变压器输出端，所述有源滤波装置包括三个相互并联的有源滤波器模块；
所述二次电流采样转换电路包括采样电流互感器以及转换电流互感器，所述采样电流互感器一次侧输入端接入三相电，采样电流互感器二次侧输出端连接于所述转换电流互感器一次侧输入端，所述转换电流互感器二次侧输出端连接于所述有源滤波装置输入端。
2.根据权利要求1所述的一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，其特征在于，每个所述有源滤波器模块均包括CT1端子、CT2端子、CT3端子、CT4端子、CT5端子以及CT6端子，所述转换电流互感器包括A相线、B相线、C相线，所述转换电流互感器的A相线与每个有源滤波器模块的CT1端子、CT2端子串联后接地，所述转换电流互感器的B相线与每个有源滤波器模块的CT3端子、CT4端子串联后接地，所述转换电流互感器的C相线与每个有源滤波器模块的CT5端子、CT6端子串联后接地。
3.根据权利要求1所述的一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，其特征在于，所述塑壳断路器与所述自耦变压器之间连接有第一浪涌保护器，所述自耦变压器与有源滤波装置之间连接有第二浪涌保护器。
4.根据权利要求3所述的一种实现不同电压等级配电系统的有源滤波器补偿电路，其特征在于，所述塑壳断路器采用额定电压为690V的塑壳断路器，所述自耦变压器采用变比为600V/400V的自耦变压器，所述第一浪涌保护器额定电压为690V，所述第二浪涌保护器额定电压为400V，所述有源滤波器模块采用额定电压为400V的并联型有源电力滤波器，所述采样电流互感器模块采用额定电压不低于600V的电流互感器。
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