專(zhuān)利名稱(chēng)：有源濾波電力節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種安全可靠的節(jié)電裝置，安裝在三相交流低壓電路中，能在 節(jié)電的同時(shí)，對(duì)所有用電設(shè)備進(jìn)行良好的保護(hù)。
技術(shù)背景
目前，用于節(jié)電的技術(shù)主要為降壓節(jié)電技術(shù)和變頻節(jié)電技術(shù)，降壓節(jié)電技 術(shù)主要針對(duì)燈光線(xiàn)路，對(duì)燈光亮度有一定的影響。變頻節(jié)電技術(shù)主要針對(duì)風(fēng)機(jī)、 水泵等可調(diào)速電機(jī)，在節(jié)電的同時(shí)，產(chǎn)生大量的奇次諧波，對(duì)其它用電設(shè)備以 及饋電線(xiàn)路構(gòu)成安全威脅。同時(shí)，也有部分并聯(lián)節(jié)電技術(shù)，通過(guò)吸收諧波、浪 涌來(lái)節(jié)電，對(duì)用電線(xiàn)路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，節(jié)電量極為有限。
發(fā)明內(nèi)容 ' .
為了克服降壓節(jié)電技術(shù)和變頻節(jié)電技術(shù)的弊端，不但要達(dá)到節(jié)電保護(hù)的積極 作用，而且要有極高的安全性和可靠性，使用并聯(lián)式有源濾波節(jié)電技術(shù)，并聯(lián) 接入在低壓電力系統(tǒng)的變壓器二次端、低壓二級(jí)配電柜出線(xiàn)口及小型負(fù)載支路 總線(xiàn)或大型負(fù)載的上端。由控制電路和主電路組成，其補(bǔ)償原理如圖1所示， 控制電路采集負(fù)載電壓el,e2和電流il, i2，運(yùn)算出補(bǔ)償電流指令值ic,經(jīng)P窗 控制電路和驅(qū)動(dòng)主電路中的IGBT。主電路為電壓型逆變器，用于產(chǎn)生所需的補(bǔ) 償電流ic ,補(bǔ)償負(fù)載電流中的諧波分量。

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附圖1為有源濾波節(jié)電器原理框架附圖2為有源濾波節(jié)電器工作原理附圖3為內(nèi)部電路附圖4為控制回路圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示內(nèi)部工作原理斷路器合閘后，通過(guò)預(yù)充電阻對(duì)DC母線(xiàn)的電容 充電，這個(gè)過(guò)程持續(xù)8秒鐘，防止上電后對(duì)DC母線(xiàn)電容器的瞬間充擊。當(dāng)母線(xiàn) 電壓Vdc達(dá)到額定值后，預(yù)充電接觸器閉合。直流電容作為儲(chǔ)能元件，通過(guò)IGBT 逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。同時(shí)，直流電容通過(guò)電源PCB 向內(nèi)部的控制PCB和電子電路提供電源。
有源濾波器通過(guò)外部CTe采集電流信號(hào)送至控制PCB的諧波分離模塊，該模 塊將基波成分分離，將諧波成分送至調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)模塊，該模塊會(huì)將采集到的系 統(tǒng)諧波成分和IGBT逆變器將補(bǔ)償諧波電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)濾除諧波功能。
如圖3所示內(nèi)部電路控制系統(tǒng)及外圍電路采用貼片元件安裝，控制系統(tǒng)的可 靠性和抗干擾能力強(qiáng)。控制的核心為高速雙數(shù)字信號(hào)處理芯片，信號(hào)采集高速、 實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、處理速度快。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)諧振、諧波電流的實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償，從 相位上完全抵消諧波，維護(hù)筒單，具有電子式過(guò)載保護(hù)功能。起動(dòng)了安全、節(jié) 電以及保護(hù)的三重功效。產(chǎn)品為柜式結(jié)構(gòu)，內(nèi)分PLC線(xiàn)路板接插件部分，電源 轉(zhuǎn)換部分、線(xiàn)路控制部分。
指令電流4ir測(cè)電路的功能主要是從負(fù)載電流中分離出諧波電流分量和基波 無(wú)功電流，然后將其反極性作用后發(fā)生補(bǔ)償電流的指令信號(hào)。電流跟蹤控制電 路的功能是根據(jù)主電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，計(jì)算出主電路各開(kāi)關(guān)器件的觸發(fā)脈沖， 此脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后作用于主電路。這樣電源電流中只含有基波的有功分量， 從而達(dá)到消除諧波與進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?。根?jù)同樣的原理，電力有源濾波器 還能對(duì)不對(duì)稱(chēng)三相電路的負(fù)序電流分量進(jìn)行補(bǔ)償。
如圖4所示有源電力濾波器控制回路的主電路一般由P麵逆變器構(gòu)成。根據(jù) 逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能元件的不同，可分為電壓型有源濾波器(儲(chǔ)能元件為電容)和
電流型有源濾波器(儲(chǔ)能元件為電感)。電壓型有源濾波器在工作時(shí)需對(duì)直流側(cè) 電容電壓控制，使直流側(cè)電壓維持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為P麗電壓波。 而電流型有源濾波器在工作時(shí)需對(duì)直流側(cè)電感電流進(jìn)行控制，使直流側(cè)電流維
持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電流波。電壓型有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)是損 耗較少，效率高，是目前國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)有源濾波器采用的主電路結(jié)構(gòu)。電流 型有源濾波器由于電流側(cè)電感上始終有電流流過(guò)，該電流在電感內(nèi)阻上將產(chǎn)生 較大損耗，所以目前較少采用。
權(quán)利要求1、產(chǎn)品由集成主芯片和數(shù)?；旌峡刂齐娐方M成。其特征在于產(chǎn)品為柜式結(jié)構(gòu)，輸入電源通過(guò)集成線(xiàn)路板接插件部分進(jìn)入電源轉(zhuǎn)換部分最后進(jìn)入到線(xiàn)路，所述集成線(xiàn)路板為密封的貼片元件，并涂三防漆進(jìn)行絕緣密封。
2、 按照權(quán)利要求1所述的有源電力濾波節(jié)電器，其特征在于所述線(xiàn)路系 統(tǒng)又分為電流檢測(cè)電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路，從不同角度對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行消諧補(bǔ)償。
3、 按照權(quán)利要求1所述的有源電力濾波節(jié)電器，其特征在于所述電源轉(zhuǎn) 換部分的主電路P麗逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能元件為電容，為電壓型有源濾波節(jié)電器。
4、 按照權(quán)利要求1所述的有源電力濾波節(jié)電器，其特征在于所述電源轉(zhuǎn) 換部分的主電路PWM逆變器直流側(cè)儲(chǔ)能元件為電抗，為電流型有源濾波節(jié)電器。
5、 按照權(quán)利要求2、 3所述的有源電力濾波節(jié)電器，其特征在于通過(guò)預(yù)充 電阻對(duì)DC母線(xiàn)的電容充電，防止上電后對(duì)DC母線(xiàn)電容器的瞬間充擊。當(dāng)母線(xiàn) 電壓Vdc達(dá)到額定值后，，預(yù)充電接觸器閉合。直流電容作為儲(chǔ)能元件，為通過(guò) IGBT逆變器和內(nèi)部電抗器向外輸出補(bǔ)償電流提供能量。同時(shí)，直流電容通過(guò)電 源PCB向內(nèi)部的控制PCB和電子電路提供電源。
6、 按照權(quán)利要求1所述的有源電力濾波節(jié)電器，其特征在于所述線(xiàn)路控 制部分為三相四線(xiàn)制。
專(zhuān)利摘要一種電力終端節(jié)電器，屬于電力保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，可以提供超前或滯后的無(wú)功補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功電流，用于改善電網(wǎng)的功率因數(shù)和實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，節(jié)約電能。該系統(tǒng)由兩大部分組成。指令電流檢測(cè)電路的功能主要是從負(fù)載電流中分離出諧波電流分量和基波無(wú)功電流，將其反極性作用后發(fā)出補(bǔ)償電流的指令信號(hào)。電流跟蹤控制電路的功能是根據(jù)主電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，計(jì)算出主電路各開(kāi)關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后作用于主電路。這樣電源電流中只含有基波的有功分量，從而達(dá)到消除諧波與進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 文檔編號(hào)H02J3/01GK201075697SQ20072014300
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者張懷明 申請(qǐng)人:電鰩科技(北京)有限公司