一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括控制器、TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器，所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器相互并聯(lián)連接，并串接一斷路器后并聯(lián)到電網(wǎng)上；所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器由依次串聯(lián)的濾波器、電抗器L1、晶閘管和電容組組成，所述控制器與晶閘管相連接所述功率換流器由電抗器L2、及以IGBT為核心的逆變橋式電路組成。有益效果是：采用晶閘管作為投切開關(guān)，并針對各奇次諧波設(shè)置專門的濾波通道，自動跟隨負(fù)荷變化情況動態(tài)投切濾波電容器組，響應(yīng)速度快，裝置采用電力電子器件IGBT，響應(yīng)時間一般≤10ms，具有極強(qiáng)的濾波能力，可同時濾除2-50次諧波或選擇濾除特定次數(shù)諧波，且不與系統(tǒng)發(fā)生諧振。
【專利說明】一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及補(bǔ)償裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電網(wǎng)中存在大量的非線性負(fù)荷，如整流、變頻調(diào)速、中頻加熱等，這類負(fù)荷功 率因數(shù)低，諧波嚴(yán)重且無功變化十分劇烈，會使電網(wǎng)電壓畸變及波動，降低供電質(zhì)量，同時 諧波會使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，使絕緣 老化，壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀，諧波還會引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振， 使諧波被放大，致使電容器等設(shè)備燒毀。無功補(bǔ)償裝置可以在工作中從電網(wǎng)吸收大量感性 無功功率，增大了供電線路中的電流、電壓降和電能損耗，降低了配電設(shè)備的利用率，如果 在用電設(shè)備的配電母線處并聯(lián)接入電容器等容性無功補(bǔ)償裝置，就可以減小供電線路的電 流，降低損耗，提高配電變壓器的利用率。
[0003] 目前，常用的無功補(bǔ)償設(shè)備有：1.機(jī)械式投切電容器無功補(bǔ)償裝置（MSC)，其成本 較低，但該方法相應(yīng)速度慢、調(diào)節(jié)不連續(xù)，不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行方式快速變化的需求，沒有濾 波效果。2.靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC)，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的無功功率補(bǔ)償，但其損耗大，成本高，沒 有濾波效果。
[0004] 因此，需要尋找一種新型的無功補(bǔ)償及諧波治理的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的投切響應(yīng)速度慢、 濾波效果差等問題。
[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，包括控制器、TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器，所 述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器相互并聯(lián)連接，并串接一斷路器后并聯(lián)到電網(wǎng)上，所 述控制器分別與所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器相連接；
[0008] 所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器由依次串聯(lián)的濾波器、電抗器L1、晶閘管和電容組組成， 所述控制器與晶閘管相連接，以控制所述晶閘管實(shí)現(xiàn)在過零點(diǎn)處將所述電容器組投切在電 網(wǎng)上，無涌流，無過補(bǔ)；
[0009] 所述功率換流器由電抗器L2、及以IGBT為核心的逆變橋式電路組成，所述控制器 與逆變橋式電路相連接，用以發(fā)出滿足系統(tǒng)要求的補(bǔ)償電流，濾除2-50次諧波，同時細(xì)調(diào) 無功功率，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無級調(diào)節(jié)無功功率。
[0010] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器上還設(shè)有熔斷器，用以短路保護(hù)。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電容器組為三角形連接。
[0012] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器為多組。
[0013] 本發(fā)明具有的有益效果是：（1)采用晶閘管作為投切開關(guān)，并針對各奇次諧波 設(shè)置專門的濾波通道，自動跟隨負(fù)荷變化情況動態(tài)投切濾波電容器組，響應(yīng)速度快：裝置 采用電力電子器件IGBT，響應(yīng)時間一般彡10ms，而傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時間理論上 ^ 20ms ；
[0014] (2)采用全智能控制來計(jì)算無功，通過控制可控硅投切電容器進(jìn)行粗調(diào)無功及控 制IGBT功率組件來實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)無功，從而達(dá)到無級調(diào)節(jié)；
[0015] (3)具有極強(qiáng)的濾波能力，可同時濾除2-50次諧波或選擇濾除特定次數(shù)諧波，且 不與系統(tǒng)發(fā)生諧振。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施方案或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方案 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017] 圖1為本發(fā)明：一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019] 參照圖1所示，一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，包括控制器、TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1和 功率換流器2, TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1和功率換流器2相互并聯(lián)連接，并串接一斷路器后并 聯(lián)到電網(wǎng)上，控制器分別與TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1和功率換流器2相連接。
[0020] 本發(fā)明的TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1由依次串聯(lián)的濾波器FU、電抗器L1、晶閘管VT和 電容組C組成，控制器與晶閘管VT相連接，以控制晶閘管VT實(shí)現(xiàn)在過零點(diǎn)處將電容器組C 投切在電網(wǎng)上，無涌流，無過補(bǔ)。其中，電容器組C為三角形連接。
[0021] 為了保護(hù)短路等意外，在TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1上還設(shè)有熔斷器4。
[0022] 本發(fā)明的功率換流器2由電抗器L2、及以IGBT為核心的逆變橋式電路3組成，控 制器與逆變橋式電路相連接，用以發(fā)出滿足系統(tǒng)要求的補(bǔ)償電流，濾除2-50次諧波，同時 細(xì)調(diào)無功功率，實(shí)現(xiàn)動態(tài)無級調(diào)節(jié)無功功率。
[0023] 應(yīng)用本裝置時，斷路器合閘后，利用測量系統(tǒng)對系統(tǒng)CT和PT信號進(jìn)行檢測，通過 控制器的分析計(jì)算來確定無功的投切容量，快速地智能控制可控硅投切電容器進(jìn)行粗調(diào)無 功功率，功率換流器2實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)無功功率，有效地解決了原有TSC動態(tài)無功功率補(bǔ)償器1 補(bǔ)償不連續(xù)，容量存在步差問題，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率，保證補(bǔ)償后的功率因數(shù)在 0. 95以上。同時，功率換流器2采用了自混合濾波算法和專有技術(shù)對系統(tǒng)諧波進(jìn)行有效抑 制。其中的TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器1也可以為多組。
[0024] 本發(fā)明采用瞬時無功功率理論、PWM脈寬調(diào)制技術(shù)、多核并行處理技術(shù)，能夠無級 調(diào)節(jié)無功功率，同時與TSC系列可控硅動態(tài)無功功率補(bǔ)償器相結(jié)合，形成了新型大容量連 續(xù)型無功補(bǔ)償裝置，成為無功補(bǔ)償領(lǐng)域的一個新亮點(diǎn)，以最快的速度提高電網(wǎng)功率因數(shù)，濾 除諧波，改善電能質(zhì)量，是大容量無功補(bǔ)償和諧波抑制最理想的解決方案。
[0025] 同時具有以下有益效果：（1)采用晶閘管作為投切開關(guān)，并針對各奇次諧波設(shè)置 專門的濾波通道，自動跟隨負(fù)荷變化情況動態(tài)投切濾波電容器組，響應(yīng)速度快：裝置采用電 力電子器件IGBT，響應(yīng)時間一般彡10ms，而傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置響應(yīng)時間理論上彡20ms ;
[0026] (2)采用全智能控制來計(jì)算無功，通過控制可控硅投切電容器進(jìn)行粗調(diào)無功及控 制IGBT功率組件來實(shí)現(xiàn)細(xì)調(diào)無功，從而達(dá)到無級調(diào)節(jié)；
[0027] (3)具有極強(qiáng)的濾波能力，可同時濾除2-50次諧波或選擇濾除特定次數(shù)諧波，且 不與系統(tǒng)發(fā)生諧振。
[0028] 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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)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(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)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. 一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，包括控制器、TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器，所述 TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器相互并聯(lián)連接，并串接一斷路器后并聯(lián)到電網(wǎng)上，所述控 制器分別與所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器和功率換流器相連接； 所述TSC動態(tài)無功補(bǔ)償器由依次串聯(lián)的濾波器、電抗器L1、晶閘管和電容組組成，所 述控制器與晶閘管相連接，以控制所述晶閘管實(shí)現(xiàn)在過零點(diǎn)處將所述電容器組投切在電網(wǎng) 上； 所述功率換流器由電抗器L2、及以IGBT為核心的逆變橋式電路組成，所述控制器與逆 變橋式電路相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述TSC動態(tài)無功 補(bǔ)償器上還設(shè)有熔斷器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述電容器組為 三角形連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)有源濾波補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述TSC動態(tài)無功 補(bǔ)償器為多組。
【文檔編號】H02J3/18GK104052070SQ201410312874
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】王惟青 申請人:上海雷諾爾電力自動化有限公司