專利名稱：一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置
一、 技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種電解裝置的有源濾波裝置，尤其是涉及一種用于電解 裝置的三相四線制有源濾波裝置。
二、 背景技術(shù)
電力系統(tǒng)為了確保供用電的電能質(zhì)量， 一般在電解裝置的高壓側(cè)即輸電系 統(tǒng)加裝無功功率補償和諧波消除裝置，但由于電解裝置低壓側(cè)以及低壓側(cè)的線 路是無功功率和諧波產(chǎn)生的根源，無功功率和諧波要通過電解裝置低壓側(cè)以及 低壓側(cè)的線路與安裝在高壓側(cè)的無功補償裝置發(fā)生能量交換，交換路徑長，不 能做到動態(tài)實時補償和就地補償，因此利用現(xiàn)代控制技術(shù)將電容無功補償裝置 和諧波消除裝置安裝在電解裝置的低壓側(cè)，能夠達(dá)到就地補償?shù)哪康模摷夹g(shù) 已是成熟技術(shù)，有數(shù)十家化工企業(yè)使用了該技術(shù)，達(dá)到了降低線路損耗、提高 功率因數(shù)、增加有功輸出的目標(biāo)，但該技術(shù)由于采用了平均值的監(jiān)控方案，沒 有監(jiān)測無功功率以及諧波電流的瞬時值，不能達(dá)到動態(tài)實時補償?shù)哪康?，提?產(chǎn)量和降低能耗的效果降低。
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，輸電網(wǎng)絡(luò)將無功功率補償裝置和諧波消除 裝置的研究方向有源濾波裝置(APF)轉(zhuǎn)移，即利用可控的大功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有無功和諧波電流幅值等、相位相反的電流，使電源的總諧波電 流為零并使無功功率趨于無限小，達(dá)到動態(tài)實時補償無功和諧波電流的目的。 目前該技術(shù)主要應(yīng)用在輸電網(wǎng)中，美國、日本、德國分別應(yīng)用了幾套有源濾波
(APF)裝置。中國在1999年擁有了第一套有源濾波(APF)裝置，目前應(yīng)用于輸 電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已近基本成熟。該技術(shù)利用瞬時無功功率理論和小波變換的分析 方法，實時監(jiān)測和動態(tài)控制了輸電網(wǎng)絡(luò)即電解裝置高壓側(cè)的無功功率與諧波， 但該技術(shù)由于采用了連接在電解裝置高壓側(cè)的方案，沒有使無功功率以及諧波 電流在最短路徑上流轉(zhuǎn)，不能達(dá)到就地補償?shù)哪康?，提高產(chǎn)量和降低能耗的效 果同樣有限。
將輸電網(wǎng)絡(luò)的有源濾波裝置和電解裝置二次無功補償裝置兩項技術(shù)相結(jié)合 的電解裝置低壓側(cè)有源濾波裝置，能從源頭補償無功和治理諧波，做到了動態(tài) 實時補償和就地補償，達(dá)到節(jié)能降耗和增加產(chǎn)量的目的。
三、實用新型內(nèi)容
本實用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種用于電解裝置 的三相四線制有源濾波裝置，其能降低電解裝置和電解裝置低壓側(cè)配電線路的 無功功率和諧波，做到無功功率和諧波在最短路徑上流轉(zhuǎn)以及實現(xiàn)就地補償和 動態(tài)實時補償，降低電解裝置和低壓側(cè)線路損耗，提高電解裝置傳遞有功功率 的能力，增加有功功率，降低消耗。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為 一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置，
上述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋 式逆變電路，六個二極管為保護(hù)元件并聯(lián)連接在每一個全控型晶閘的兩端，電容器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通過串聯(lián)連接電抗 器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電容器作為儲能元件。
上述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋 式逆變電路，電感器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通 過并聯(lián)連接電容器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電感器作為儲能元 件。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的優(yōu)點和效果如下
1、 快速吞吐無功
該裝置可以快速無級差地連續(xù)吸收或者釋放無功功率，動作時間為幾十毫 秒，使得電網(wǎng)功率因數(shù)為1。傳統(tǒng)的電容器組投切裝置由于受到放電時間的限制， 不能有效的補償快速變化的無功功率，而且電容器都是分組投切，因此它的補 償精度受到級差的限制，補償效果不好。另外電容器只能釋放無功，不能吸納 無功，因此在容性負(fù)荷場合不能達(dá)到減少電流、降低線損的目的。
2、 補償電流諧波
該裝置可以補償2—31次電流諧波，使得電源潔凈，提高用戶的電能質(zhì)量。
由于采用了瞬時電流檢測理論，可以有效地檢測并分離出需要補償?shù)碾娏髦C波， 這樣就可以及時準(zhǔn)確地發(fā)出指令，實現(xiàn)電流諧波補償。
3、 抑制電壓閃變
電網(wǎng)電壓在遇到大負(fù)荷開停或者遇到故障情況時會出現(xiàn)短暫的電壓閃變， 即電網(wǎng)電壓會突然跌落，持續(xù)時間很短，只有幾十到幾百個毫秒。人眼很難觀 察到這個閃變對用電帶來的影響，但是有些精密加工企業(yè)的精密設(shè)備卻不能忍受這種電壓閃變，每次電壓閃變都可能導(dǎo)致生產(chǎn)出廢品，甚至使得某些機(jī)器出 現(xiàn)重新啟動的現(xiàn)象。該裝置動作時間為幾十個毫秒，因此可以有效地抑制電網(wǎng) 電壓的閃變。
4、 響應(yīng)時間快
自動投切電容器組裝置的響應(yīng)時間需要幾秒鐘，這是受電容器放電時間所 限制。國標(biāo)規(guī)定電力電容器放電時間為3秒鐘，如果放電時間太少，則電容器 的剩余電荷不能放電干凈，如再次投入可能會導(dǎo)致電容器發(fā)生過壓擊穿現(xiàn)象。
5、 不會引起諧振短路
雖然該裝置仍然采用并聯(lián)型結(jié)構(gòu)，但是它與電網(wǎng)之間有連接電抗器，因此 不會出現(xiàn)并聯(lián)諧振現(xiàn)象。
6、 精準(zhǔn)電壓控制
該裝置除了可以按照功率因數(shù)或者無功功率控制之外，還可以按照電壓幅 值來控制，確保用戶獲得的電壓的平穩(wěn)性，降低電壓紋波。
四、

圖l為本實用新型的電路連接圖。
圖2為本實用新型中電壓型濾波專用裝置的電路圖。 圖3為本實用新型中電流型濾波專用裝置的電路圖。
圖中，l-輸電系統(tǒng)，2-電解裝置一次側(cè)，3-電解裝置二次側(cè)，4-電解裝置， 5-有源濾波裝置。
五具體實施方式
參見圖l，電解裝置一次側(cè)2與供電電網(wǎng)連接，在電解裝置二次側(cè)3三相四 線制主回路(a、 b、 c、)三相上并聯(lián)連接了至少有一個有源濾波專用裝置，在電 解裝置4的二次側(cè)三相四線制二次繞組末端(x、 y、 z)串聯(lián)連在零線(N)上。 由于補償系統(tǒng)為電解裝置4的二次側(cè)，容量有大有小，電壓有高有低，所以本 裝置使用積木式結(jié)構(gòu)，即小容量成套裝置依據(jù)電解裝置二次側(cè)3有源濾波狀態(tài) 和諧波的大小再進(jìn)行串并聯(lián)，達(dá)到電壓和電流滿足電解裝置二次側(cè)3要求，達(dá) 到無功功率和諧波在最短路經(jīng)上流轉(zhuǎn)以及實現(xiàn)就地補償和動態(tài)實時補償?shù)哪?的。
參見圖2，圖2所示為電壓型濾波專用裝置的電路圖，包括六個全控型晶 閘管組成的三相橋式逆變電路，六個二極管為保護(hù)元件并聯(lián)連接在每一個全控 型晶閘的兩端，電容器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路 通過串聯(lián)連接電抗器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電容器作為儲能 元件。
參見圖3，圖3所示為電流型濾波專用裝置的電路圖，包括六個全控型晶 閘管組成三相橋式逆變電路，電感器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相 橋式逆變電路通過并聯(lián)連接電容器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電 感器作為儲能元件。
權(quán)利要求1、一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置，電解裝置一次側(cè)(2)與供電電網(wǎng)連接，其特征在于在電解裝置二次側(cè)(3)三相四線制主回路(a、b、c、)三相上并聯(lián)連接了至少有一個有源濾波裝置(5)，在電解裝置(4)的二次側(cè)三相四線制二次繞組末端(x、y、z)串聯(lián)連在零線(N)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置， 其特征在于所述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組 成三相橋式逆變電路，六個二極管為保護(hù)元件并聯(lián)連接在每一個全控型晶閘的 兩端，電容器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通過串聯(lián) 連接電抗器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用龜容器作為儲能元件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置，其特征在于所述有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋式逆變電路，電感器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆 變電路通過并聯(lián)連接電容器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電感器作 為儲能元件。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電解裝置的三相四線制有源濾波裝置，其能對系統(tǒng)的電壓和電流進(jìn)行實時控制及進(jìn)行同臺無功補償和諧波消除。本實用新型電解裝置一次側(cè)與供電電網(wǎng)連接，在電解裝置二次側(cè)三相四線制主回路(a、b、c、)三相上并聯(lián)連接了至少有一個有源濾波裝置，在電解裝置的二次側(cè)三相四線制二次繞組末端(x、y、z)串聯(lián)連在零線(N)上。有源濾波專用裝置包括全控型晶閘管，六個全控型晶閘管組成三相橋式逆變電路，六個二極管為保護(hù)元件并聯(lián)連接在每一個全控型晶閘的兩端，電容器連接在三相橋式逆變電路的直流側(cè)，三相橋式逆變電路通過串聯(lián)連接電抗器并入電網(wǎng)，三相橋式逆變電路直流側(cè)采用電容器作為儲能元件。
文檔編號H02J3/18GK201142576SQ20072019119
公開日2008年10月29日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者白玉龍 申請人:西安瑞馳電力設(shè)備有限公司