專利名稱：用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無功補償裝置，尤其是涉及用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對電能質(zhì)量的要求也越來越高。因此不斷提高供電質(zhì)量成為電力部門的當(dāng)務(wù)之急。無功平衡和諧波含量是衡量電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行的兩個重要指標(biāo)?，F(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中，諸如煉鋼電弧爐、電氣化鐵道、可逆式大型軋鋼機等均屬于動態(tài)變化的非線性負荷。這類負荷的特點是有功與無功功率隨時間作快速變化，導(dǎo)致供電電壓 的波動和閃變、供電電壓的波形畸變、功率因數(shù)惡化以及不平衡負荷引起三相供電電壓的動態(tài)不平衡，從而使電網(wǎng)電能質(zhì)量變壞。傳統(tǒng)方法是采用靜止無功功率補償器和濾波器來實現(xiàn)穩(wěn)定系統(tǒng)電壓和濾除諧波的功能，如TCR-FC。這種裝置有其固有的缺陷響應(yīng)速度慢、成本高、補償容量受電壓影響較大等。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜。本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯(lián)在電網(wǎng)線路上，包括依次連接的輸入變壓器、檢測控制電路、逆變電路、輸出電抗器，所述的輸入變壓器和輸出電抗器均連接電網(wǎng)線路，輸入變壓器將電網(wǎng)線路上的電壓進行降壓后輸入檢測控制電路，檢測控制電路檢測負載電流信息，并根據(jù)該負載電流信息計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應(yīng)的PWM信號給逆變電路，逆變電路根據(jù)PWM信號經(jīng)由輸出電抗器輸出補償電流至電網(wǎng)線路。所述的檢測控制電路包括電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及控制芯片，所述的電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制芯片依次連接，電流互感器采集負載電流信息，將包含負載電流信息的模擬信號輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，發(fā)送至控制芯片計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應(yīng)的PWM信號。所述的控制芯片包括DSP芯片和ARM芯片，所述的DSP芯片用于根據(jù)負載電流信息計算負載電流的諧波成分，并產(chǎn)生對應(yīng)的PWM信號，所述的ARM芯片設(shè)有RS232、RS485和RJ45接口，用于連接外圍設(shè)備。所述的逆變電路包括三相全橋逆變電路和直流電容，所述的直流電容并聯(lián)在三相全橋逆變電路輸入端。所述的三相全橋逆變電路為自換相橋式電路。[0012]所述的三相全橋逆變電路的半導(dǎo)體器件為IGBT。所述的補償柜還包括顯示模塊，該顯示模塊連接檢測控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過對補償柜所產(chǎn)生交流電壓基波的相位和幅值的控制，來間接控制交流側(cè)電流，通過基于瞬時無功功率理論的無功電流檢測控制電路以及逆變電路快速、連續(xù)地實現(xiàn)感性和容性無功功率的雙向調(diào)節(jié)，通過分相補償運行方式，可以實現(xiàn)三相負荷不對稱以及無功和諧波綜合補償。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例如圖I所示，用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯(lián)在電網(wǎng)線路6上，包括依次連接的輸入變壓器I、檢測控制電路2、逆變電路3、輸出電抗器4。輸入變壓器I和輸出電抗器4均連接電網(wǎng)線路6，輸入變壓器I將電網(wǎng)線路6上的電壓進行降壓后輸入檢測控制電路2，檢測控制電路2檢測負載電流信息，并根據(jù)該負載電流信息計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應(yīng)的PWM信號給逆變電路3，逆變電路3根據(jù)PWM信號經(jīng)由輸出電抗器4輸出補償電流至電網(wǎng)線路6。其中，檢測控制電路2包括電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及控制芯片，電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制芯片依次連接，電流互感器采集負載電流信息，將包含負載電流信息的模擬信號輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，發(fā)送至控制芯片計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應(yīng)的PWM信號?？刂菩酒―SP芯片和ARM芯片，DSP芯片用于根據(jù)負載電流信息計算負載電流的諧波成分，主要功能為1)產(chǎn)生一定規(guī)律的觸發(fā)脈沖，經(jīng)門級驅(qū)動電路放大，控制IGBT的導(dǎo)通和關(guān)斷，使補償柜產(chǎn)生對應(yīng)的PWM信號；2)根據(jù)電網(wǎng)取回的同步電壓信號，產(chǎn)生同步脈沖信號，使產(chǎn)生的PWM波與電網(wǎng)電壓保持同步，使正確并網(wǎng)運行；3)控制補償柜PWM波與電網(wǎng)電壓的相角S，準(zhǔn)確控制無功功率輸出，ARM芯片設(shè)有RS232、RS485和RJ45接口，用于連接顯示模塊5等外圍設(shè)備。逆變電路包括由六個IGBT構(gòu)成的三相全橋逆變電路和直流電容，所述的直流電容并聯(lián)在三相全橋逆變電路輸入端。
權(quán)利要求1.一種用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯(lián)在電網(wǎng)線路上，其特征在于，所述的補償柜包括依次連接的輸入變壓器、檢測控制電路、逆變電路、輸出電抗器，所述的輸入變壓器和輸出電抗器均連接電網(wǎng)線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，其特征在于，包括依次連接的電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及控制芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，其特征在于，所述的控制芯片包括DSP芯片和ARM芯片，該ARM芯片設(shè)有用于連接外圍設(shè)備的RS232、RS485和RJ45接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓實時動態(tài)有源諧波無功補償柜，其特征在于，所述的逆變電路包括三相全橋逆變電路和直流電容，所述的直流電容并聯(lián)在三相全橋逆變電路輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低壓實時動態(tài)有源諧波無功補償柜，其特征在于，所述的三相全橋逆變電路為自換相橋式電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低壓實時動態(tài)有源諧波無功補償柜，其特征在于，所述的三相全橋逆變電路的半導(dǎo)體器件為IGBT。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓實時動態(tài)有源諧波無功補償柜，其特征在于，所述的補償柜還包括顯示模塊，該顯示模塊連接檢測控制電路。
專利摘要本實用新型涉及一種用于電網(wǎng)的有源諧波無功補償柜，該補償柜并聯(lián)在電網(wǎng)線路上，包括依次連接的輸入變壓器、檢測控制電路、逆變電路、輸出電抗器，所述的輸入變壓器和輸出電抗器均連接電網(wǎng)線路，輸入變壓器將電網(wǎng)線路上的電壓進行降壓后輸入檢測控制電路，檢測控制電路檢測負載電流信息，并根據(jù)該負載電流信息計算負載電流的諧波成分，同時輸出對應(yīng)的PWM信號給逆變電路，逆變電路根據(jù)PWM信號經(jīng)由輸出電抗器輸出補償電流至電網(wǎng)線路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過檢測控制電路以及逆變電路快速、連續(xù)地實現(xiàn)感性和容性無功功率的雙向調(diào)節(jié)，通過分相補償運行方式，可以實現(xiàn)三相負荷不對稱以及無功和諧波綜合補償。
文檔編號H02J3/18GK202495769SQ20122010721
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者舒觀瀾 申請人:上海利思電氣有限公司