本发明专利技术公开了一种具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置，属于滤波技术领域，其结构主要由：主控显示单元、主电路模块、变流器模块、输出电抗器、输出滤波回路、控制电路模块、控制系统、零线排、非线性负载等构成，主电路模块、变流器模块、输出电抗器、输出滤波回路间通过电缆连接，主控显示单元、控制电路模块间通过网络控制电缆连接，非线性负载通过电缆连接于三相电网的另一端；本发明专利技术为动态滤除谐波的新型谐波治理设备，通过监测电网实时谐波状况，在线计算出所含谐波分量，产生相应的控制信号，将大小相等、方向相反的谐波电流注入到电网中，达到迅速、能有效地滤除2～50次谐波，滤除率可达97％，且不受系统阻抗的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有源滤波装置，尤其涉及一种应用于电力电能的质量治理
中的具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置。
技术介绍
有源滤波装置为需要提供电源的装置，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，传统的只能固定补偿，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功；三相电路瞬时无功功率理论是APF发展的主要基础理论；APF有并联型和串联型两种，前者用的多；并联有源滤波装置主要是治理电流谐波，串联有源滤波装置主要是治理电压谐波等引起的问题。有源滤波装置同有源滤波装置比较，治理效果好，主要可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振。其工作原理是采用现代电力电子技术和基于高速DSP器件的数字信号处理技术制成的新型电力谐波治理专用设备，由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成，指令电流运算电路实时监视线路中的电流，并将模拟电流信号转换为数字信号，送入高速数字信号处理器(DSP)对信号进行处理，将谐波与基波分离，并以脉宽调制(PWM)信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT或IPM功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波，广泛应用于电力、铁路、冶金、化工、煤炭、造船等领域。当前，市场上的谐波装置大多为无源滤波装置，无源滤波装置存在以下缺点:(I)、容易与电网发生并联谐振，严重影响电网的安全运行；(2)、装置的工作效率不高，仅能滤除大部分滤波，不能提供质量的谐波治理效果；(3)、滤波电容容易衰减，导致滤波支路失谐，失去滤波的作用；(4)、寿命不长 ，最好的无源滤波寿命是3 4年，装置报废后，电容会污染环境；(5)、无源滤波在功率因数高的场合不能用，由于滤波的同时，必须补偿无功，这就导致了无源滤波应用的局限性；￠)、无源滤波只能消除固定次数的谐波，若电网中含有的谐波次数多，增加支路的路数会很多，导致成本过高；(7)、无源滤波不能动态的消除滤波，不能很好的平衡无功；(8)、无源滤波受温度的影响很大，影响装置的滤波效果。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供了一种具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置，可迅速、有效地滤除谐波，有效率高，能有效地滤除2 50次谐波，滤除率可达97%，响应时间< 8ms，防护等级为IP40，降低设备损耗，满足国家标准，具有高度可控性和快速响应性，且不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险。本专利技术是通过以下的技术方案来实现的:具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置，其结构主要由:主控显示单元、主电路模块、变流器模块、输出电抗器、输出滤波回路、控制电路模块、控制系统、外壳、零线排、非线性负载等部件构成，其中主电路模块、变流器模块、输出电抗器、输出滤波回路间通过电缆连接，主控显示单元、控制电路模块间通过网络控制电缆连接，零线排固定在外壳内部的横梁上，所有的零线都固定在零线排上，非线性负载通过电缆连接于三相电网的另一端，外壳由小日光灯、轴流风机、行程开关构成，其中的小日光灯、轴流风机、行程开关均固定于外壳的内壁上，小日光灯设置于外壳的内部的上顶端。所述的主电路模块，其结构由:主断路器、交流接触器、预充电电阻、快速熔断器、电源进线端子构成，其中主断路器、交流接触器和快速熔断器通过电缆串联，预充电电阻通过电缆与交流接触器并联，电源进线端子一端与主断路器的上端连接，另一段预留位置。所述的变流器模块，其结构由:IPM模块、IPM模块触发板、散热器、直流侧电容器组、预充电投切回路、电容放电回路、输出电流互感器组成，其中IPM模块触发板通过螺丝固定在IPM模块上，IPM模块用螺丝固定在散热器上，IPM模块、直流侧电容器组、预充电投切回路、电容放电回路间是通过电缆连接，输出电流互感器为穿心式，直接套在母线上，二次端采样信号与控制电路模块中的运算板连接，变流器模块为整机工作中最关键的部分，起到了有源逆变与系统交换能量的作用。所述的输出电抗器，其进线端通过电缆与主电路模块中的快速熔断器连接，出线端通过电缆与变流器模块中的IPM模块连接，主要起到与系统的能量交换作用，各个参数直接决定了工作性能，是变流器模块能输出电流到系统的重要连接器件。所述的输出滤波回路，其由高频滤波断路器、高频滤波电阻、高频滤波电容器组成，高频滤波断路器、高频滤波电阻、高频滤波电容器之间通过电缆依次串联的，高频滤波断路器进线端通过电缆连接在主电路模块中的主断路器的出线端。所述的控制电路模块，其结构由:主控板、运算板、直流电源模块、触发板、主控显示单元、微型继电器、IP微型断路器、二次熔断器、3P微型断路器、控制变压器构成，其中主控板内嵌于主控显示单元内，主控板、运算板、直流电源模块、触发板、主控显示单元通过网络控制电缆相互连接，微型继电器与IP微型断路器通过电缆连接，3P微型断路器设置于二次熔断器的下端，二次熔断器设置为三个，每个上下两个引脚分别连接至控制变压器与3P微型断路器的引脚上，人机接口装置和VAPFl控制模块连接，控制电路模块对VAPFl控制模块工作的整体控制，VAPFl控制模块是通过设备并网连接部分注入与谐波电流大小相等方向相反的补偿电流，对电流谐波进行补偿。所述的运算板，其内部嵌入有软件，其工作流程为:首先对系统进行初始化，以保证高速数字信号处理器(DSP)及所有外设的初始化状态正常；然后系统进入到主程序循环中，系统先进行故障自检，若有故障，进行故障处理，保证系统安全、可靠的运行；若系统无故障发生，则等待同步采样控制信号中断的发生，系统进入到对应的中断服务程序中进行频率检测和A/D转换等；然后进行直流侧电压控制、指令电流计算、软启动控制等，若是启动过程，则采用软启动方式，否则直接输出PWM控制信号，此时完成了对一个采样周期的控制，然后程序返回，进行下一次采样循环控制，能够实现了对系统的循环控制。所述的VAPFl控制模块，其由核心控制系统和硬件电路构成，其中核心控制系统由高性能32位定点DSP TMS320LF2812芯片、一片CPLD EPM7256AE芯片及外围电路组成，采用了以DSP+CPLD为核心的数字化系统，能够实现装置的控制系统实时性和准确性的要求，直接决定了装置的性能指标和补偿效果；其硬件电路由数据采集电路、同步检测电路、PWM隔离驱动电路、硬件保护电路、I/O接口电路、通信电路、电源等辅助电路组成。所述的数据采集电路，其主要负责电压、电流等模拟信号转换的处理，由于被检测的电压电流量数值比较大，数值远超过DSP允许的输入信号范围，需要把这些模拟电信号降低，并将电流量变换为电压量，双极性信号变成单极性信号，并进行电平匹配，A/D转换后送入DSP进行运算，其实现方法为:电压、电流信号(包括2个直流母线电压、3个负载电流及3个补偿器输出电流)经电流型霍尔传感器变换后，在高精度采样电阻上形成与原信号成比例的电压信号，再经滤波、隔离、电平变换后，得到O 3V模拟量输入电压，最后经12位A/D变换后进入DSP内处理。所述的同步检测电路，其主要功能是产生与电网电压频率、相位相同的同步工作脉冲信号及256倍电网基波频率的A/D同步采用启动信号，由于电网的频率总会在50Hz上下发生波动，本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有节能降耗治理谐波方法的有源滤波装置，其结构主要由：主控显示单元[34]、主电路模块、变流器模块、输出电抗器[15]、输出滤波回路、控制电路模块、控制系统、外壳[1]、零线排[27]、非线性负载[33]部件构成，其特征在于：其中主电路模块、变流器模块、输出电抗器[15]、输出滤波回路间通过电缆连接，主控显示单元[34]、控制电路模块间通过网络控制电缆连接，零线排[27]固定在外壳[1]内部的横梁上，所有的零线都固定在零线排[27]上，非线性负载[33]通过电缆连接于三相电网的另一端，外壳[1]由小口光灯[2]、轴流风机[3]、行程开关[4]构成，其中的小口光灯[2]、轴流风机[3]、行程开关[4]均固定于外壳[1]的内壁上，小口光灯[2]设置于外壳[1]的内部的上顶端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂，包志勇，
申请(专利权)人：上海韦欧韦滤波设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。