一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电力系统设备技术领域，具体来说是一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，电网的电网侧三相连接线上分别设有系统电流互感器，系统电流互感器与APF有源电力滤波器相连，APF有源电力滤波器与无功补偿控制器相连，电网的负载侧与无功补偿控制器相连，电网与无功补偿控制器之间的连接线路上设有APF有源电力滤波器，无功补偿控制器与若干无功补偿电路相连，若干无功补偿电路与负载的三相连接线相连。本实用新型专利技术同现有技术相比，其优点在于：APF具有滤除2—50次谐波和补偿无功两大功能，并能设置工作优先级，这将传统的APF和SVG两大产品的功能融为一体。APF的全响应时间小于10ms，实现了快速响应的要求；具备通信功能和运行条件判断功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置[
]本技术涉及电力系统设备
，具体来说是一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置。[
技术介绍
]现代工业电网中，非线性工业设备应用越来越多，比如：变频器、中频炉、大型照明设备、充电桩等等，使得电网中不但有无功电流的存在，还有大量的谐波电流，传统的无源无功补偿装置，在有大量谐波电流的电网中，谐波电流会流进无源无功补偿装置的电容器，使电容器发热严重，大大缩短电容器的寿命。同时，谐波电流是一种频率大于50Hz的高频电流，无源无功补偿装置是电抗和电容串联装置，存在谐振点，谐振频率为：如果电网中存在频率为f0的谐波电流，或谐波电流的频率非常接近f0，那么该次谐波电流就会产生谐振发放大，威胁整个供电电网的安全。在一些负载变化激烈的电网中，比如说电网负载主要是电焊机设备，或是轧钢机设备中，电网负荷由空载负荷增加到满载负荷，或是由满载负荷变为空载负荷的时间往往小于100ms，传统的无源无功补偿装置响应速度根本无法满足实际需求，这用会造成不断地欠补偿和过补偿。因此，需要设计一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置。[
技术实现思路
]本技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种混合补偿装置，在无源无功补偿装之前，增加一种滤出谐波电流的装置，既可以滤除谐波电流，又可以补偿无功电流，还满足快速响应的要求，且较之于有源无功补偿装置(SVG)还有很大的价格优势。为了实现上述目的，设计一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，包括无功补偿控制器和APF有源电力滤波器，其特征在于电网的电网侧三相连接线上分别设有系统电流互感器，所述的系统电流互感器与APF有源电力滤波器相连，所述的APF有源电力滤波器与无功补偿控制器相连，所述电网的负载侧与无功补偿控制器相连，所述的电网与无功补偿控制器之间的连接线路上设有APF有源电力滤波器，所述的无功补偿控制器与若干无功补偿电路相连，若干无功补偿电路与负载的三相连接线相连，负载的三相连接线上还连接有避雷器电路。所述电网的电网侧A相、B相、C相连接线上分别连接有系统电流互感器TA1、系统电流互感器TA2和系统电流互感器TA3，系统电流互感器TA1的S1端与APF有源电力滤波器的AIS+端相连，系统电流互感器TA2的S1端与APF有源电力滤波器的BIS+端相连，系统电流互感器TA3的S1端与APF有源电力滤波器的CIS+端相连，所述的系统电流互感器TA1、系统电流互感器TA2和系统电流互感器TA3地S2端相连后与APF有源电力滤波器的SI-端相连。所述APF有源电力滤波器的RS485A端与无功补偿控制器的RS485A端相连，所述APF有源电力滤波器的RS485B端与无功补偿控制器的RS485B端相连。所述的无功补偿电路的个数为6个，分别于无功补偿控制器的6个输出接口相连。所述的避雷器电路包括三个与负载的A1相、B1相和C1相连接线分别相连的电感，三个电感另一端相连后接地。所述的电网负载侧的零线与APF有源电力滤波器相连，电网负载侧的A相、B相、C相连接线分别与隔离开关熔断器组QSA连接，隔离开关熔断器组QSA的另一端与APF有源电力滤波器和无功补偿控制器相连后再分别与负载的A1相、B1相和C1相连接线对应相连，隔离开关熔断器组QSA与无功补偿控制器之间还依次串联有熔断器和电阻箱ZX，所述的无功补偿电路包括分别与负载的A1相、B1相和C1相连接线相连的三个熔断器，所述熔断器的另一端与交流接触器相连后连接电抗器，三个电抗器的另一端分别与三角形线路的三个端点相连，所述的三角形线路是由三个电容首尾相连构成，所述交流接触器的线圈一端与断路器串联后连接至无功补偿控制器，线圈另一端与显示灯相连后连接至零线，线圈的还有一端与开关相连，显示灯与所述的开关相连后连接至负载的C1相连接线。本技术同现有技术相比，其优点在于：第一：APF具有滤除2—50次谐波和补偿无功两大功能，并能设置工作优先级，这将传统的APF和SVG两大产品的功能融为一体。第二：APF的全响应时间小于10ms，实现了快速响应的要求；第三：具备通信功能和运行条件判断功能。[附图说明]图1是本技术的电原理图；图2是本技术APF有源电力滤波器的部分连接示意图。[具体实施方式]下面结合附图对本技术作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。混合无功补偿装置中有两大设备，第一种是无源无功补偿装置，它的作用是补偿电网中的无功电流，要求容量足够大，电网在稳态时，主要的无功补偿工作由它完成；第二种是APF，它主要是滤除谐波电流和补偿无功电流，要求容量足够大，滤除指定次数谐波电流为第一工作优先级，即APF优先是滤除谐波电流，剩余容量来补偿无功电流。参见图1-2，所述的电网负载侧的零线与APF有源电力滤波器相连，电网负载侧的A相、B相、C相连接线分别与隔离开关熔断器组QSA连接后分别于熔断器FU4、FU5和FU6相连，熔断器FU4、FU5和FU6后分别串联有电阻箱ZX-11、ZX-12和ZX-13，电阻箱ZX-11、ZX-12和ZX-13分别与无功补偿控制器的取样电压接口相连，电阻箱ZX-11还与无功补偿控制器的控制输出回路的一个端口相连，隔离开关熔断器组QSA的另一端与APF有源电力滤波器和无功补偿控制器相连后再分别与负载的A1相、B1相和C1相连接线对应相连，隔离开关熔断器组QSA与无功补偿控制器之间还依次串联有熔断器和电阻箱ZX，本实施方式中，无功补偿电路的个数为六个，以其中一个为例，所述的无功补偿电路包括分别与负载的A1相、B1相和C1相连接线相连的三个熔断器，三个熔断器构成熔断器组FU11，所述熔断器的另一端与交流接触器KM1相连后连接电抗器，三个电抗器构成电抗器组L1，三个电抗器的另一端分别与三角形线路C1的三个端点相连，所述的三角形线路C1是由三个电容首尾相连构成，所述交流接触器的线圈一端与断路器DL1串联后连接至无功补偿控制器地ZX-21端，线圈另一端与显示灯HG1相连后连接至零线，线圈的还有一端与开关相连，显示灯HG1与所述的开关相连后连接至负载的C1相连接线，负载的零线与电网的零线相连。参见图1，TA1、TA2、TA3为三个系统电流互感器，APF通过它们测量出电网电流，通过快速傅里叶变换(DFT)可知，电网中的基波电流电流和各次谐波电流，计算出电网侧THDi，再通过锁相环测量出基波电流和电压的相位，就能够得到电网中的有功电流和无功电流，以及无功电流是的相位(感性无功、容性无功)和系统侧功率因数。APF发出频率相同、相位相反、幅值相同的电流的来滤除谐波电流和补偿无功电流。这里假设TA1、TA2、TA3测量的电流为IS，APF发出的电流为ID,则负载的电流为注意这里的是矢量相减，对负载电流进行快速傅里叶变化和锁相环计算，就可以得到负载侧有功电流大小、无功电流大小及相位、以及负载侧功率因数。将系统侧各次谐波电流值、THDi、功率因数、负载侧有功电流电流大小、无功电流大小及相位、负载侧功率因素通过RS485通信传输给无功补偿控制器。无功补偿控制首先判断系统侧THDi，要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，包括无功补偿控制器和APF有源电力滤波器，其特征在于电网的电网侧三相连接线上分别设有系统电流互感器，所述的系统电流互感器与APF有源电力滤波器相连，所述的APF有源电力滤波器与无功补偿控制器相连，所述电网的负载侧与无功补偿控制器相连，所述的电网与无功补偿控制器之间的连接线路上设有APF有源电力滤波器，所述的无功补偿控制器与若干无功补偿电路相连，若干无功补偿电路与负载的三相连接线相连，负载的三相连接线上还连接有避雷器电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，包括无功补偿控制器和APF有源电力滤波器，其特征在于电网的电网侧三相连接线上分别设有系统电流互感器，所述的系统电流互感器与APF有源电力滤波器相连，所述的APF有源电力滤波器与无功补偿控制器相连，所述电网的负载侧与无功补偿控制器相连，所述的电网与无功补偿控制器之间的连接线路上设有APF有源电力滤波器，所述的无功补偿控制器与若干无功补偿电路相连，若干无功补偿电路与负载的三相连接线相连，负载的三相连接线上还连接有避雷器电路。2.如权利要求1所述的一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，其特征在于所述电网的电网侧A相、B相、C相连接线上分别连接有系统电流互感器TA1、系统电流互感器TA2和系统电流互感器TA3，系统电流互感器TA1的S1端与APF有源电力滤波器的AIS+端相连，系统电流互感器TA2的S1端与APF有源电力滤波器的BIS+端相连，系统电流互感器TA3的S1端与APF有源电力滤波器的CIS+端相连，所述的系统电流互感器TA1、系统电流互感器TA2和系统电流互感器TA3地S2端相连后与APF有源电力滤波器的SI-端相连。3.如权利要求1所述的一种基于无源无功补偿和APF的混合补偿装置，其特征在于所述APF有源电力滤波器的RS485A端与无功补偿控制器的RS485A端相连，所述APF有源电力滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世均，
申请(专利权)人：上海伟肯实业有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31