电网谐波与闪变综合抑制装置主电路制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电网谐波与闪变综合抑制装置主电路，包括电容Ｃ１、第一电感Ｌ与开关电路及第二电感Ｌ与开关电路，第一和／或第二电感Ｌ与开关电路包括四路由串联的电感Ｌ与开关电路构成的支路，在第一电感Ｌ与开关电路与Ｃ１之间设有逆变电路，并且，逆变电路的ｓａ、ｓｂ、ｓｃ、ｓｎ交流输入端分别与四路第一电感Ｌ与开关电路支路的ｓａ、ｓｂ、ｓｃ、ｓｎ端连接，逆变电路的直流端与第一电容的ＤＣ＋、ＤＣ－直流端连接；在第二电感Ｌ与开关电路与第一电容之间设有整流电路，并且，整流电路的直流端与与Ｃ１的ＤＣ＋、ＤＣ－直流端连接，整流电路的ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｎ交流端分别与四路第二电感Ｌ与开关电路支路的ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｎ端连接。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

电网谐波与闪变综合抑制装置主电路
本专利技术涉及一种基于IGBT器件的新型电网谐波与闪变综合抑制装置的主电 路，属于电能质量方面谐波补偿
背彔技术20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装 置在现代工业中得到了广泛应用，同时，为了解决电力系统自身发展存在的问题， 直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用，调速电机以及无功功率补偿电容 器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越來越严 重，谐波水平不断上升。另外，冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机、 电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产生电压波动、闪变、 三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质 量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越髙，因此电力系统必 须要能够对电网谐波与闪变进行抑制。过去，国内外大量使用无源滤波装置 (Passive Filter)来解决谐波方面的问题。传统的无源LC滤波器可以减少谐 波，改善交流负载的功率因数，但存在着明显的不足与缺陷；设计的无源滤波器 通常选定特定频率，只能滤除指定次谐波；存在与电网发生谐振的可能性对电 网阻抗和频率变化也十分敏感。另外，也存在着体积大、损耗大等问题。由于无 源滤波具有以上缺点，随着电力电子技术的不断发展，人们将滤波研究方向逐歩 转向有源滤波。随着计算机技术的发展、控制水平的提髙，以及对电力电子装置 研究的深入，提高电能质量装置的发展方向集中在控制灵活、性能优异的电力电 子装置上，本着节约资源和投资的原则，一机多能又成为电力电子装置的未來发 展方向。
技术实现思路
本专利技术提出了一种可以基于IGBT器件对配电网系统中的电网谐波和闪变进行综合抑制的装置主电路。本专利技术采用如下技术方案一种电网谐波与闪变综合抑制装置主电路，包括电容C1以下称第一电容、 第一电感L与开关电路及第二电感L与开关电路，第一和/或第二电感L与开关 电路包括四路由串联的电感L与开关电路构成的支路，在第一电感L与开关电路 与第一电容之间设有逆变电路，并且，逆变电路的sa、 sb、 sc、 sn交流输入端 分别与四路第一电感L与开关电路支路的sa、 sb、 sc、 sn端连接，逆变电路的 直流端与第一电容的DC+、 DC—直流端连接在第二电感L与开关电路与第一电 容之间设有整流电路，并且，整流电路的直流端与与第一电容l一2的DC+、 DC 一直流端连接，整流电路的的la、 lb、 lc、 ln交流端分别与四路第二电感L与 开关电路支路的la、 lb、 lc、 ln端连接。与现有技术相比，本专利技术的主电路具有如下优点(1) 不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，有一机多能的特点，在性价比 上较为合理(2) 滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；(3) 具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性 和快速响应性等优点。(4) 本装置采用冗余对称设计，逆变电路也可以实现整流功能，同时整流 电路也可以实现逆变功能。正常工作时分别进行整流与逆变，当某个部分发生故 障时可以将该部分电路停止，而采用其对称部分同时进行整流和逆变，以实现电 网谐波和闪变进行综合抑制，这样可以大大提高系统的可靠性和稳定性。附图说明图1为基于IGBT器件对配电网系统中的电网谐波和闪变进行综合抑制的装 覽主电路的各部分连接示意图，其中l一l部分为逆变电路，l一2为直流侧电容， 1—3部分为整流电路，1一4和1一5为投切开关与电感电路。图2为基于IGBT器件对配电网系统中的电网谐波和闪变进行综合抑制的装置主电路的电路示意图。图3为系统的示意图。其中1为系统的主电路部分，l一l部分为逆变电路，1—2为直流侧电容，l一3部分为整流电路，1—4和1—5为投切开关与电感。2 为系统的控制电路。3为交流电源系统，4为非线性负载，PT1、 PT2为电压传感 器，CT1、 CT2为电流传感器。具体实施方式—种电网谐波与闪变综合抑制装置主电路，包括第一电容1一2、第一电感L 与开关电路及第二电感L与开关电路1一4、 l一5，第一和/或第二电感L与开关 电路包括四路由串联的电感L与开关电路构成的支路，在第一电感L与丌关电路 1一4与第一电容l一2之间设有逆变电路l一l，并且，逆变电路l一l的sa、 sb、 sc、 sn交流输入端分别与四路第一电感L与开关电路l一4支路的sa、 sb、 sc、 sn端连接，逆变电路l一l的直流端与第一电容l一2的DC+、 DC—直流端连接； 在第二电感L与开关电路l一5与第一电容l一2之间设有整流电路l一3，并且， 整流电路l一3的直流端与与第一电容l一2的DC+、 DC—直流端连接，整流电路 的1—3的la、 lb、 lc、 ln交流端分别与四路第二电感L与开关电路l一5支路 的la、 lb、 lc、 ln端连接。上述逆变电路l一l包括4路桥臂，桥臂的两端分别 相互连接且该两端分别为逆变电路l一l的直流端，每路桥臂2个串联的电力电 子开关组成，4路桥糖的中点分别为逆变电路l一l的sa、 sb、 sc、 sn交流输入 端，上述电力电子开关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二 极管组成。上述整流电路1一3包括4路桥臂，桥臂的两端分别相互连接且该两 端分别为整流电路l一3的直流端，每路桥臂2个串联的电力电子开关组成，4 路桥臂的中点分别为整流电路l一3的la、 lb、 lc、 ln交流端，上述电力电子开 关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管组成。主电路包括上述五个部分，其中交流电源的SA、 SB、 SC、 SN端连接到电感 L和开关电路l一4，经过电感L和开关电路1一4，然后连接到逆变电路l一l的 sa、 sb、 sc、 sn交流输入端，逆变电路的直流端连接到第一电容l一2的DC+、 DC—直流端，同时第一电容l一2的DC+、 DC—直流端也连接到整流电路1一3的 直流端，整流电路的l一3的交流端la、 lb、 lc、 ln连接到电感L和开关电路l一5，然后通过电感L和开关电路1-5连接到负载鲫的交流端LA、 LB、 LC、 LN。 主电路1在控制电路2的控制信号的控制下，通过整流电路l一3对电网的交流电进行整流，为第一电容1一2提供直流电压，同时在控制信号的控制下通过逆 变电路l一l将直流电逆变成不同频率的交流电，以抵消由于非线性负载4工作 时产生的电网谐波，并且可以补偿负载的无功功率，从而调节功率因数并且抑制 电压闪变。电压传感器PT1、 PT2和电流传感器CT1、 CT2、 CT3检测线路和第一 电容上的电压、检测整流1一3和逆变电路1一1四个桥臂、配电网络上的电流， 并将检测结果传输至控制电路2。控制电路2得到来自传感器的控制信号进行判 断、计算，釆用合适的检测与控制算法对主电路l中的逆变电路l一l和整流电 路1一3进行准确、实时的控制，从而对配电网系统中的电网谐波和闪变进行综 合抑制。装覽开始工作时，先判断整流部分和逆变部分电路的工作情况，如果两部分 均IH常工作，则闭合投切开关SW2、 SW1，整流电路通过电感L5 L8与交流电路 相连在控制电路控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网谐波与闪变综合抑制装置主电路，包括第一电容（１－２）、第一电感Ｌ与开关电路及第二电感Ｌ与开关电路（１－４、１－５），第一和／或第二电感Ｌ与开关电路包括四路由串联的电感Ｌ与开关电路构成的支路，其特征在于在第一电感Ｌ与开关电路（１－４）与第一电容（１－２）之间设有逆变电路（１－１），并且，逆变电路（１－１）的ｓａ、ｓｂ、ｓｃ、ｓｎ交流输入端分别与四路第一电感Ｌ与开关电路（１－４）支路的ｓａ、ｓｂ、ｓｃ、ｓｎ端连接，逆变电路（１－１）的直流端与第一电容（１－２）的ＤＣ＋、ＤＣ－直流端连接；在第二电感Ｌ与开关电路（１－５）与第一电容（１－２）之间设有整流电路（１－３），并且，整流电路（１－３）的直流端与与第一电容（１－２）的ＤＣ＋、ＤＣ－直流端连接，整流电路的（１－３）的ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｎ交流端分别与四路第二电感Ｌ与开关电路（１－５）支路的ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｎ端连接。

【技术特征摘要】
1、 一种电网谐波与闪变综合抑制装覽主电路，包括第一电容(l一2)、第一 电感L与开关电路及第二电感L与开关电路(1一4、 1—5)，第一和/或第二电感 L与开关电路包括四路由串联的电感L与开关电路构成的支路，其特征在于在第 一电感L与开关电路(l一4)与第一电容(1—2)之间设有逆变电路(l一l), 并且，逆变电路(l一l)的sa、 sb、 sc、 sn交流输入端分别与四路第一电感L 与开关电路(l一4)支路的sa、 sb、 sc、 sn端连接，逆变电路U — l)的直流 端与第一电容(l一2)的DC+、 DC—直流端连接；在第二电感L与开关电路(1 一5)与第一电容(l一2)之间设有整流电路(l一3)，并且，整流电路(l一3) 的直流端与与第一电容(1—2)的DC+、 DC—直流端连接，整流电路的(1—3) 的la、 lb、 lc、 ln交流端分别与四路第二电感L与开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建勇，梅军，丁祖军，曾伟，袁涛，康静，沈亚飞，陈娟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]