專利名稱：寬帶無源濾波無功補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種寬帶無源濾波無功補償裝裝置，屬于電力電網(wǎng)系統(tǒng)電能質量改善技術領域。
背景技術：
隨著高新技術的發(fā)展，低壓電網(wǎng)中變頻、大功率整流、高頻電力電子設備等負荷日益增加，使注入低壓電網(wǎng)中諧波含量急劇升高、波形畸變嚴重，嚴重污染了電源，使供電損失增加。諧波污染易造成系統(tǒng)中設備運行不穩(wěn)定、絕緣遭到破壞，影響了供電的電能質量，也使用戶的用電安全可靠性下降。
電力系統(tǒng)中一般在10kV及以上電壓采用濾波，濾波設備采取與系統(tǒng)并聯(lián)的方式運行。有針對性地對某次諧波進行抑制，降低總電壓諧波畸變率，以保證供電質量和供電安全性。
發(fā)明內容
本實用新型提供一種寬帶無源濾波無功補償裝置，實現(xiàn)低壓濾波和無功補償雙重功能。對低壓諧波源進行有效抑制和改善。
本實用新型的技術解決方案如下寬帶無源濾波無功補償裝置由控制電路、交流接觸器、開關斷路器和多個調諧濾波電路組成。
其中，調諧濾波電路由電容器與電抗器串聯(lián)組成RLC濾波單元，主要用于濾除電網(wǎng)中的低頻段諧波，針對不同的干擾諧波調諧成不同頻率的單調諧濾波器，各路RLC濾波單元與交流接觸器和斷路器串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，主電路與隔離開關的負荷端串聯(lián)連接，經(jīng)過隔離開關接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)；電流互感器設在主電路中從主電路采樣，為二次儀表(電壓表、電流表)和控制電路提供信號和測量參數(shù)，控制電路中的無功補償自動控制器根據(jù)采樣信號控制交流接觸器啟閉，完成各路濾波單元的濾波補償作用。
本電路在消除低次諧波的基礎上，在高頻段接入了由電抗器和電阻器并聯(lián)后與電容器串聯(lián)組成高通濾波器，主要用于濾除電網(wǎng)中的所有高頻段諧波，高通濾波器與交流接觸器和斷路器串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，由主電路與隔離開關的下口(負荷端)串聯(lián)連接，接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)。
隔離開關的電源端與低壓電網(wǎng)系統(tǒng)連接，其負荷端與主電路連接，(濾波補償)裝置與低壓電網(wǎng)系統(tǒng)以并聯(lián)方式運行，各路濾波器與交流接觸器和斷路器串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，由主電路與隔離開關的負荷端串聯(lián)連接，接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)；主電路的各相經(jīng)過防雷器組直接接地，用于防止系統(tǒng)的雷電及瞬變電壓進入本電路時造成的損害。
斷路器串聯(lián)于各路濾波器單元支路，作為各路濾波器單元支路的過流和短路斷開點，對支路起到保護作用。
在正常運行時，斷路器中呈閉合狀態(tài)。裝置的控制電路ZBK中“無功補償自動控制器”自動判定系統(tǒng)所需無功功率的容量，并依次投、切RLC濾波器的投入路數(shù)。
根據(jù)局部電網(wǎng)中所需補償無功功率的多少和不同頻率諧波的大小設定補償容量，采用RLC電路組成針對不同干擾諧波的單調諧濾波器，由控制電路自動控制主電路動作來完成對系統(tǒng)的濾波和無功補償功能。
本實用新型的積極效果在于利用串聯(lián)諧振原理，在電網(wǎng)低壓側進行濾波，抑制低壓諧波源產(chǎn)生諧波注入電網(wǎng)污染電源，它既能使諧波源產(chǎn)生的諧波得到抑制，也能對被污染電網(wǎng)內的低次諧波和高次諧波進行全面的抑制和消除，同時對設備進行無功補償。達到提高功率因數(shù)、凈化電源、節(jié)約電能的寬帶無源濾波雙重效果。
圖1為本實用新型電路原理圖。
GL隔離開關、ZKQ無功補償自動控制器、DL(1～8)1～8路濾波電路的開關斷路器、CJ(1～8)1～8路濾波電路的交流接觸器、LH電流互感器、A1、B1、C1、N主電路母線排、FL防雷器件、L(1～8)1～8路各種濾波電路中的電抗器、C(1～8)1～8路各種濾波電路中的電容器、R濾波電阻。
具體實施方式
根據(jù)圖1所示，隔離開關GL的電源端與低壓電網(wǎng)系統(tǒng)A、B、C連接、隔離開關GL的負荷端與主電路A1、B1、C1連接，裝置與低壓電網(wǎng)系統(tǒng)以并聯(lián)方式運行。各路濾波器與交流接觸器CJ和斷路器DL串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路A1、B1、C1，由主電路A1、B1、C1與隔離開關GL的負荷端串聯(lián)連接，接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)。
各路RLC濾波器均由電容器C與電抗器L串聯(lián)組成。針對不同的干擾諧波組成不同頻率的單調諧濾波器。
主電路經(jīng)電流互感器LH為二次儀表(電壓表V、電流表A)和控制電路無功補償自動控制器ZKQ提供測量參數(shù)。
在正常運行時，斷路器中呈閉合狀態(tài)。裝置的控制電路ZKQ中“無功補償自動控制器”自動判定系統(tǒng)所需無功功率的容量，并依次投、切RLC濾波器的投入路數(shù)。
其具體工作過程是當裝置的無功補償自動控制器ZKQ檢測到要增加(或減少)無功功率時，即向控制電路發(fā)出指令，控制交流接觸器CJ吸合(或斷開)，使各個RLC濾波電路經(jīng)過交流接觸器CJ和斷路器DL、通過隔離開關GL投入(或脫離)系統(tǒng)，以此既達到提高電網(wǎng)功率因數(shù)、又降低電網(wǎng)主要諧波、提高電能質量的作用。
本電路在消除低次諧波的單調諧濾波電路的基礎上，在高頻段接入了高通濾波器，高通濾波器由電抗器和電阻器并聯(lián)后與電容器串聯(lián)組成。與交流接觸器CJ和斷路器DL串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路A1、B1、C1，由主電路A1、B1、C1與隔離開關GL的負荷端串聯(lián)連接，接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)。高通濾波器與單調諧濾波器組合后，實現(xiàn)了全頻段的寬帶濾波，消除對計算機、通訊及信息處理設備等音頻范圍的控制系統(tǒng)能產(chǎn)生嚴重的頻率耦合干擾。
權利要求1.一種寬帶無源濾波無功補償裝置，其特征在于由控制電路、交流接觸器、開關斷路器和多個調諧濾波電路組成，其中，調諧濾波電路由電容器與電抗器串聯(lián)組成RLC濾波單元，主要用于濾除電網(wǎng)中的低頻段諧波，針對不同的干擾諧波調諧成不同頻率的單調諧濾波器，各路RLC濾波單元與交流接觸器和斷路器串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，主電路與隔離開關的負荷端串聯(lián)連接，經(jīng)過隔離開關接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)，電流互感器設在主電路中從主電路采樣，為二次儀表和控制電路提供信號和測量參數(shù)，控制電路中的無功補償自動控制器根據(jù)采樣信號控制交流接觸器啟閉。
2.根據(jù)權利要求1所述的補償裝置，其特征在于調諧濾波電路的高頻段上接有高通濾波器，其中，高通濾波器由電抗器和電阻器并聯(lián)后與電容器串聯(lián)組成，串接在交流接觸器和斷路器之后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，通過主電路與隔離開關的負荷端串聯(lián)連接，接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)。
專利摘要一種寬帶無源濾波無功補償裝置，由控制電路、交流接觸器、開關斷路器和多個調諧濾波電路組成，調諧濾波電路由電容器與電抗器串聯(lián)組成濾波單元，濾波單元與交流接觸器和斷路器串聯(lián)后，以并聯(lián)形式接入裝置的主電路，主電路與隔離開關的負荷端串聯(lián)連接，經(jīng)過隔離開關接入低壓電網(wǎng)系統(tǒng)，電流互感器設在主電路中從主電路采樣，為二次儀表和控制電路提供信號和測量參數(shù)，控制電路中的無功補償自動控制器根據(jù)采樣信號控制交流接觸器啟閉。利用串聯(lián)諧振原理，在電網(wǎng)低壓側進行濾波，抑制低壓諧波源產(chǎn)生諧波注入電網(wǎng)污染電源，它既能使諧波源產(chǎn)生的諧波得到抑制，也能對被污染電網(wǎng)內的低次諧波和高次諧波進行全面的抑制和消除，同時對設備進行無功補償。
文檔編號H02J3/18GK2657258SQ20032011252
公開日2004年11月17日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權日2003年10月10日
發(fā)明者施用曄, 潘永岐 申請人:施用曄, 潘永岐