專利名稱：一種無功補償濾波一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無功補償濾波一體化裝置，屬于供電電路技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油田施工過程中，常用到大型電動鉆機，由于電動鉆機為感性負載,導(dǎo)致電網(wǎng)的功率因素比較低，所以為了提高功率因素，減少不必要的損耗，必須對電網(wǎng)進行電容補償。此夕卜，電動鉆機在工作過程，還會使電網(wǎng)產(chǎn)生高頻諧波。目前最為普遍的做法是在配電房安裝無功功率補償器，降低無功損耗，提供功率因數(shù)，這種方式不能消除諧波，因為電容器組及串聯(lián)電抗器支路與變壓器等元件支路在3、5次諧波頻率附近產(chǎn)生諧振，對3、5次諧波有一定的放大作用。另一種做法是，在用電設(shè)備旁邊安裝有源濾波器或無源濾波器，以消除諧波。但這種方式達不到無功功率補償?shù)淖饔?，因為有源濾波器本身產(chǎn)生與電網(wǎng)諧波電流相反而大小相同的諧波電流，以消除電網(wǎng)的電流諧波，而對電壓畸變只能改善一些，所以達不到無功功率補償。還有一種方式是，在配電室安裝無功功率補償器，在用電設(shè)備旁安裝有源濾波器，這樣既可以實現(xiàn)無功補償，又可以對用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波進行有效治理。事實上不可能每臺用電設(shè)備旁邊都安裝一臺有源濾波器，這樣一來成本太高了，僅對大功率用電設(shè)備安裝有源濾波器，對諧波治理是有限的，掛在同一條線路上有太多的計算機，打印機，日光燈，變頻空調(diào)，電視機，冰箱等，這些日常用電設(shè)備雖然單臺產(chǎn)生的諧波能量不大，但日常用電設(shè)備的數(shù)量卻是巨大，所產(chǎn)生的諧波能量疊加起遠遠超過一臺大功率用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波能量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種無功補償濾波一體化裝置，將無功功率補償與有源濾波器的諧波治理功能合為一體，在供電電源端解決無功補償及諧波治理。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種無功補償濾波一體化裝置，包括有源動態(tài)濾波器，所述有源動態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，該一體化裝置還包括無功功率補償器，所述無功功率補償器包括呈三角形連接的電力電容器組、串聯(lián)在每相回路中的電抗器、通過電容補償取樣電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補償控制器，所述電力電容器組通過雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；所述雙向晶閘管電路包括兩個反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進線極，第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級與第二晶閘管的控制極并聯(lián)后接入所述電容補償控制器。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了以下有益效果該裝置將有源濾波器的諧波治理功能與無功功率補償器的功率因素補償功能合為一體，在供電電源端解決無功補償及諧波治理問題，電容補償控制器通過控制晶閘管的導(dǎo)通與切斷，實現(xiàn)電力電容組的投用與退出。作為本發(fā)明的改進，RC濾波電路并接在所述雙向晶閘管電路的進線極與所述出線極之間，所述RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。作為本發(fā)明的進一步改進，所述有源動態(tài)濾波器中，所述高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。左邊電網(wǎng)側(cè)的電抗器與三相高頻濾波器組成高頻消振電路，以消除高頻諧波，右邊IGBT側(cè)的作為限流電抗器。作為本發(fā)明的進一步改進，該一體化裝置還設(shè)有協(xié)調(diào)所述有源動態(tài)濾波器及所述無功功率補償器動作的并機控制器，所述電容補償控制器的功率因數(shù)信號通過自身的RS485端口接入所述并機控制器的RS485端口一 ；所述有源動態(tài)濾波器的PLC控制器將諧波含量信號通過自身的RS485端口接入所述并機控制器的RS485端口二，所述并機控制器通過RS485端口一及RS485端口二分別向所述電容補償控制器及所述PLC控制器發(fā)送投用或停止指令。并機控制器協(xié)調(diào)有源動態(tài)濾波器及無功功率補償器動作，防止二者出現(xiàn)搶補。


圖I為本發(fā)明無功補償濾波一體化裝置的電氣原理圖。圖中B.變壓器；DK1.進線開關(guān)；1.無功功率補償器；101.雙向晶閘管電路；102.電容補償控制器；LI.無功補償電抗器；C.電力電容器組；CTA.電容補償取樣電流互感器；DK2.刀熔開關(guān)；2.有源動態(tài)濾波器；CT1、CT2、CT3.諧波取樣電流互感器；201.采樣板；202. PLC控制器；203.高頻濾波器；L2.濾波電抗器、L3.限流電抗器；3.并機控制器；4.負載。
具體實施例方式如圖I所示，電網(wǎng)經(jīng)過變壓器B、進線開關(guān)DKl接入負載4。本發(fā)明的無功補償濾波一體化裝置包括有源動態(tài)濾波器2及無功功率補償器I。有源動態(tài)濾波器2包括采樣板201、PLC控制器202、高頻濾波器203及IGBT模塊，高頻濾波器203的左端串聯(lián)有濾波電抗器L2，右端串聯(lián)有限流電抗器L3。采樣板201通過諧波取樣電流互感器CT1、CT2、CT3與電網(wǎng)連接。無功功率補償器I包括呈三角形連接的電力電容器組C、串聯(lián)在每相回路中的無功補償電抗器LI、通過電容補償取樣電流互感器CTA與電網(wǎng)連接的電容補償控制器102，電力電容器組通過雙向晶閘管電路101、刀熔開關(guān)DK2與電網(wǎng)連接；雙向晶閘管電路101包括兩個反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進線極，第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級與第二晶閘管的控制極并聯(lián)后接入電容補償控制器102。RC濾波電路并接在雙向晶閘管電路101的進線極與出線極之間，RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。
電容補償控制器102的功率因數(shù)信號通過自身的RS485端口接入并機控制器3的RS485端口一 ；有源動態(tài)濾波器2的PLC控制器202將諧波含量信號通過自身的RS485端口接入并機控制器3的RS485端口二，并機控制器3通過RS485端口一及RS485端口二分別向電容補償控制器102及PLC控制器202發(fā)送投用或停止指令。并機控制器3協(xié)調(diào)有源動態(tài)濾波器2及無功功率補償器I的動作，防止二者出現(xiàn)搶補。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無功補償濾波一體化裝置，包括有源動態(tài)濾波器，所述有源動態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，其特征是該一體化裝置還包括無功功率補償器，所述無功功率補償器包括呈三角形連接的電力電容器組、串聯(lián)在每相回路中的電抗器、通過電容補償取樣電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補償控制器，所述電力電容器組通過雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；所述雙向晶閘管電路包括兩個反向并聯(lián)的晶閘管，第一晶閘管的第一電極與第二晶閘管的第二電極并聯(lián)后作為進線極，第一晶閘管的第二電極與第二晶閘管的第一電極并聯(lián)后作為出線極，第一晶閘管的控制級與第二晶閘管的控制極并聯(lián)后接入所述電容補償控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無功補償濾波一體化裝置，其特征是，RC濾波電路并接在所述雙向晶閘管電路的進線極與所述出線極之間，所述RC濾波電路由電阻與電容串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無功補償濾波一體化裝置，其特征是，所述有源動態(tài)濾波器中，所述高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的無功補償濾波一體化裝置，其特征是，該一體化裝置還設(shè)有協(xié)調(diào)所述有源動態(tài)濾波器及所述無功功率補償器動作的并機控制器，所述電容補償控制器的功率因數(shù)信號通過自身的RS485端口接入所述并機控制器的RS485端口一 ；所述有源動態(tài)濾波器的PLC控制器將諧波含量信號通過自身的RS485端口接入所述并機控制器的RS485端口二，所述并機控制器通過RS485端口一及RS485端口二分別向所述電容補償控制器及所述PLC控制器發(fā)送投用或停止指令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無功補償濾波一體化裝置，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域，以在供電電源端解決無功補償及諧波治理的問題。該裝置包括有源動態(tài)濾波器及無功功率補償器，有源動態(tài)濾波器包括諧波取樣電流互感器、采樣板、PLC控制器、高頻濾波器及IGBT模塊，高頻濾波器的兩端均串聯(lián)有電抗器。無功功率補償器包括電力電容器組、電抗器、通過電流互感器與電網(wǎng)連接的電容補償控制器，電力電容器組通過雙向晶閘管電路與電網(wǎng)連接；雙向晶閘管電路包括兩個反向并聯(lián)的晶閘管，兩晶閘管的進線極通過RC濾波電路與出線極連接，兩晶閘管的控制極并聯(lián)后接入電容補償控制器。并機控制器協(xié)調(diào)有源動態(tài)濾波器及無功功率補償器動作，防止出現(xiàn)搶補。
文檔編號H02J3/18GK102624002SQ20111003199
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者卓如剛, 姚啟東, 王建 申請人:江蘇華研電力科技有限公司