一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力配套產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，所述的箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、有源電力濾波器開關(guān)、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，所述的有源電力濾波器通過電抗器與有源電力濾波器開關(guān)連接，所述的有源電力濾波器開關(guān)與隔離開關(guān)連接與電網(wǎng)。本實用新型實時消除母線上的諧波電流，提高變壓器的運行效率，確保變壓器和用電設(shè)備的運行安全，避免因諧波電流引起變壓器運行異常、系統(tǒng)諧振、補償電容過流，提升設(shè)備使用壽命,避免了以前電容箱經(jīng)常故障失效的現(xiàn)象。箱變結(jié)構(gòu)在技術(shù)上具有模塊化、體積小、造型美觀、運行安全可靠、維護方便等優(yōu)點。
【專利說明】一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力配套產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)村電網(wǎng)改造的不斷深入，大量的配電變壓器綜合配電柜或JP柜安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。配電變壓器綜合配電柜主要由隔離開關(guān)、斷路器、電容器、投切器、補償控制器等構(gòu)成的戶外配電和補償設(shè)備，采用多種靈活的配電方案。柜體分為進線、出線、電容、計量四個獨立的隔室，用戶根據(jù)現(xiàn)場需要選擇側(cè)上進、下進等引線方式。對農(nóng)村電網(wǎng)的運行維護、安全管理起到了積極的作用。但是，傳統(tǒng)的補償器存在響應(yīng)速度慢、補償效果不能精確控制的缺點，容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩造成自身毀壞。
[0003]有源電力濾波器(APF:Active Power Filter), APF以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術(shù)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補償無功的功能。APF是目前濾除諧波、無功補償領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案，最新的科技產(chǎn)品。但是，現(xiàn)有的有源電力濾波器由于元器件體積以及集成度不高的原因，往往占用較大空間，不適應(yīng)于適應(yīng)農(nóng)村低壓配電裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化、戶外式的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，克服傳統(tǒng)的補償器存在響應(yīng)速度慢、補償效果不能精確控制，容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩造成自身毀壞的缺點。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，所述的箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、有源電力濾波器開關(guān)、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，其特征在于:所述的有源電力濾波器通過電抗器與有源電力濾波器開關(guān)連接，所述的有源電力濾波器開關(guān)與隔離開關(guān)連接與電網(wǎng)。
[0007]所述有源電力濾波器封裝在有源電力濾波器模塊內(nèi)。
[0008]有源電力濾波器模塊中裝有計量單元。
[0009]有源電力濾波器開關(guān)包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
[0010]節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。
[0011]隔離開關(guān)上端與變壓器二次側(cè)直接相連，下端配有路出線，有源電力濾波器通過連接電抗器和隔離開關(guān)上端相連接，有源電力濾波器從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然后將其反極性作用后電流跟蹤控制產(chǎn)生的補償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路，這樣電路中只含有基波的有功分量。
[0012]采用有源電力濾波器代替原有配電變壓器綜合配電柜電容補償部分，能濾除系統(tǒng)的高次諧波，減少諧波損耗，優(yōu)化波形，還能雙向進行無功補償；有源電力濾波器通過電流互感器檢測系統(tǒng)電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。有源電力濾波器能動態(tài)有源濾波，全面改善電能質(zhì)量；DSP全數(shù)字控制，開關(guān)頻率高，對負載的動態(tài)變化響應(yīng)迅速；有源電力濾波器可同時補償無功；具備三相不平衡補償能力，具有自動限流功能，不會發(fā)生過載；并聯(lián)安裝方式，安裝簡單，體積??；降低線路損耗，消除諧波引起的變壓器和電機發(fā)熱，實現(xiàn)系統(tǒng)大幅度節(jié)能；有源電力濾波器的濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，并能自動抑制系統(tǒng)諧振。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:使用有源電力濾波器采用集中濾波方式，對變壓器低壓側(cè)母線上的諧波總體治理，最大限度地實時消除母線上的諧波電流，提高變壓器的運行效率，確保變壓器和用電設(shè)備的運行安全，避免因諧波電流引起變壓器運行異常、系統(tǒng)諧振、提升設(shè)備使用壽命，避免以往電容投切出現(xiàn)過補和欠補的情況。箱變結(jié)構(gòu)在技術(shù)上具有模塊化、體積小、造型美觀、運行安全可靠、維護方便等優(yōu)點，取代傳統(tǒng)的JP柜和配電變壓器綜合配電箱，在經(jīng)濟上具有占地面積小，移動方便，深入負荷中心、建設(shè)周期短、減少浪費等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0015]圖1為本發(fā)明的電路示意圖。
[0016]圖1中，APF-有源電力濾波器，
[0017]QS-隔離開關(guān)，
[0018]ITAa/1TAb/1TAc-電流互感器，
[0019]QF1/QF2-出線斷路器，
[0020]QF3 - APF 開關(guān)，
[0021]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2中，1、有源電力濾波器斷路器，2、連接電抗器，3、有源電力濾波器，4、隔離開關(guān)，5、電流互感器，6、出線斷路器，7、箱體外殼。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)，將以往的電容補償部分用有源電力濾波器取代，有源電力濾波器以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術(shù)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補償無功的功能。
[0024]如圖1所示，有源電力濾波器通過連接電抗器與有源電力濾波器開關(guān)QF3連接，有源電力濾波器開關(guān)QF3與隔離開關(guān)連接于電網(wǎng)電流互感器的二次側(cè)，連接終端用戶電網(wǎng)。隔離開關(guān)上端與變壓器ITAa/1TAb/1TAc 二次側(cè)直接相連，下端配有2路出線，QF1/QF2為出線斷路器，有源電力濾波器APF通過電抗器、APF開關(guān)QF3與隔離開關(guān)QS上端相連接。有源電力濾波器3從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然后將其反極性作用后電流跟蹤控制產(chǎn)生的補償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路，這樣電路中只含有基波的有功分量。從而達到消除諧波與進行無功補償?shù)哪康?，能有效地減少因諧波電流造成的系統(tǒng)損耗，對系統(tǒng)電流波形進行有效優(yōu)化，提高電能質(zhì)量。
[0025]額定工作電壓:AC380V 土 15% ；
[0026]額定工作頻率:50Hz ；
[0027]額定容量:模塊諧波電流額定容量100A ；
[0028]在三相四線制系統(tǒng)中應(yīng)用；
[0029]開關(guān)頻率:20kHz (平均)；
[0030]響應(yīng)時間:〈10ms;
[0031]保護功能:過流、過壓、IGBT過熱、裝置過熱；
[0032]功率損耗:額定滿載運行時,損耗不超過4%額定功率；
[0033]如圖2所示，本【具體實施方式】的節(jié)能型智能補償計量綜合保護穩(wěn)壓箱，箱體7內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器模塊3、連接電抗器2、有源電力濾波器開關(guān)1、隔離開關(guān)4、電流互感器5、出線斷路器6，有源電力濾波器模塊內(nèi)封裝有源電力濾波器3、還裝有計量單元，有源電力濾波器開關(guān)I包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
[0034]采用有源電力濾波器代替原有配電變壓器綜合配電柜電容補償部分，能濾除系統(tǒng)的高次諧波，減少諧波損耗，優(yōu)化波形，還能雙向進行無功補償；有源電力濾波器通過電流互感器檢測系統(tǒng)電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。有源電力濾波器能動態(tài)有源濾波，全面改善電能質(zhì)量；DSP全數(shù)字控制，開關(guān)頻率高，對負載的動態(tài)變化響應(yīng)迅速；有源電力濾波器可同時補償無功；具備三相不平衡補償能力，具有自動限流功能，不會發(fā)生過載；并聯(lián)安裝方式，安裝簡單，體積?。唤档途€路損耗，消除諧波引起的變壓器和電機發(fā)熱，實現(xiàn)系統(tǒng)大幅度節(jié)能；有源電力濾波器的濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，并能自動抑制系統(tǒng)諧振。
[0035]將濾波補償功能模塊化，便于維護和替換；由于有源電力濾波器是模塊化部件，具有計量功能，將以往的配電變壓器綜合配電柜中電容補償部分集合一體模塊化，便于安裝和更換，并具有故障自動報警功能，能在自身故障時不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
[0036]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，所述的箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、有源電力濾波器開關(guān)、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，其特征在于:所述的有源電力濾波器通過電抗器與有源電力濾波器開關(guān)連接，所述的有源電力濾波器開關(guān)與隔離開關(guān)連接與電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，所述有源電力濾波器封裝在有源電力濾波器模塊內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要2所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:有源電力濾波器模塊中裝有計量單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:有源電力濾波器開關(guān)包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于--節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。
【文檔編號】H02J3/01GK203466568SQ201320584386
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】李文奇, 吳智林 申請人:安徽華正電氣有限公司