專利名稱：配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能質量控制裝置，特別涉及一種能有效抑制諧波、實現(xiàn)動
態(tài)無功補償、三相不平衡調節(jié)及輸出電壓穩(wěn)定的多功能配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器。
背景技術：
隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，負載的非線性、沖擊性及不平衡用電特性，使電網(wǎng)上產(chǎn)生尖蜂脈沖，電流浪涌、無功損耗加大、諧波含量增高及輸出電壓不穩(wěn)等，因此使公用電網(wǎng)的供電質量嚴重污染，采用交流參數(shù)穩(wěn)壓器可以抑制尖峰脈沖，電流浪涌，改善功率因素、抑制3次、5次諧波、寬范圍穩(wěn)定輸出電壓等，提高供配電系統(tǒng)的質量，但交流參數(shù)穩(wěn)壓器對高次諧波抑制能力差，不適合無功損耗大、功率因素低的供配電設備使用。電力有源濾波器，具有動態(tài)無功補償、三相不平衡調節(jié)和抑制諧波范圍寬等特點，電力有源濾波器和串聯(lián)型動態(tài)電壓恢復器組成低壓配電系統(tǒng)電能質量統(tǒng)一控制器，具有快速、抑制諧波、動態(tài)無功補償、三相不平衡調節(jié)、穩(wěn)壓、抗干擾等多種功能，但因造價高，運行維護費高及抗雷擊能力弱等，未能得到廣泛推廣應用。 有鑒于此，為了克服上述缺點，本創(chuàng)作人根據(jù)自己的實際經(jīng)驗及技術理念，經(jīng)研究、開發(fā)，而終有本實用新型產(chǎn)生。
實用新型內容本實用新型是要提供一種配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，以解決使其能有效抑制
諧波、實現(xiàn)動態(tài)無功補償、三相不平衡調節(jié)及輸出電壓穩(wěn)定的技術問題。 解決上述技術問題所采用的技術方案是這樣的 —種配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，包括有一交流參數(shù)穩(wěn)壓器，其輸入端串聯(lián)有
電力無源濾波器，其特征是該交流參數(shù)穩(wěn)壓器并聯(lián)至少一個電力有源濾波器； 該交流參數(shù)穩(wěn)壓器的每相主變壓器的次級主線圈并聯(lián)至少三組由電感及電容串
聯(lián)組成的無源濾波器； 該配電系統(tǒng)為三相或單相； 該電力無源濾波器為L-C Ji型濾波結構。 該電力有源濾波器采用市售標準型產(chǎn)品，其功能包括有取樣、諧波分析、模數(shù)轉換、觸發(fā)及開關電路反向諧波補償電流注入等。通過分離出諧波電流分量和無功電流，并產(chǎn)生反向諧波補償電流，注入電網(wǎng)，達到抑制諧波和進行無功補償?shù)哪康摹?本實用新型的配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器由電力無源濾波器、電力有源濾波器及單相或三相交流參數(shù)穩(wěn)壓器三部分組成，其中電力無源濾波器可以抑制共模干擾，提高防雷擊能力，電力有源濾波器與單相或三相交流參數(shù)穩(wěn)壓器并聯(lián)使用，具有抑制3次及50次以下諧波、三相不平衡調節(jié)及動態(tài)無功補償和穩(wěn)定輸出電壓的功能，同時改進了三相交流參數(shù)穩(wěn)壓器換能結構設計，提高效率，在原來兩組L、 C無源濾波器基礎上增加一組或多組L、C無源濾波器設計，這樣能有效抑制非線性負載反饋產(chǎn)生的3次、5次及7次或更高次諧波及進行無功補償，由于交流參數(shù)穩(wěn)壓器承擔了對低次諧波的抑制，使電力有源濾波器 的功率容量較常規(guī)應用減少了三分之一，由于交流參數(shù)穩(wěn)壓器的隔離、屏蔽作用，電力有源 濾波器及交流參數(shù)穩(wěn)壓器之間及電力有源濾波器與負載之間不會發(fā)生諧波短路現(xiàn)象；其結 構簡單，使用維護方便，成本低、易于推廣應用，從而解決了使其能有效抑制諧波、實現(xiàn)動態(tài) 無功補償、三相不平衡調節(jié)及輸出電壓穩(wěn)定的技術問題。 本實用新型結構簡單，其優(yōu)點如下 1、本實用新型的核心是一個或多個電力有源濾波器與交流參數(shù)穩(wěn)壓器并聯(lián)，構成 配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器的主體，達到供電設備同時提高了抑制諧波、動態(tài)無功補償、 三相平衡調節(jié)及穩(wěn)壓四大功能，根據(jù)負載功率大小，可以選擇一個或多個電力有源濾波器 并聯(lián)組合應用。 2、本實用新型的交流參數(shù)穩(wěn)壓器的每相主變壓器的次級并聯(lián)三組或多組L、 C串 聯(lián)無源濾波器，具有抑制非線性負載反饋的3次、5次及7次或更高次諧波的能力，同時發(fā)揮 電力有源濾波器抑制高次諧波，即8次以上50次以下、動態(tài)無功補償及三相平衡調節(jié)功能， 因電力有源濾波器的功效高，而消耗的功率低，制造成本減少。 3、本實用新型提高了動態(tài)無功補償能力，當輸入功率因數(shù)^ 0.7，其輸出功率因 數(shù)> 0. 95，節(jié)能10% 15% ;動態(tài)濾波能力強，抑制50次以下諧波，當輸入電壓波形失真 《20%時，輸出電壓波形失真《3%。 4、本實用新型輸出電壓穩(wěn)定性好，使用維護方便，成本低、易于推廣應用。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖l所示，為本實用新型的結構示意圖，該配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，裝設
于三相供配電系統(tǒng)10與平衡負載40之間，包括有一交流參數(shù)穩(wěn)壓器30，其輸入端串聯(lián)有電
力無源濾波器20，其中，該交流參數(shù)穩(wěn)壓器30并聯(lián)至少一個電力有源濾波器50 ; 該交流參數(shù)穩(wěn)壓器30的每相主變壓器的次級主線圈31并聯(lián)至少三組由電感及電
容(Ll及Cl、 L2及C2、 L3及C3)串聯(lián)組成的無源濾波器32 ; 該配電系統(tǒng)為三相或單相； 該電力無源濾波器20為L-C Ji型濾波結構，在原來兩組L、C無源濾波器基礎上增 加一組或多組L、 C無源濾波器設計。 該綜合控制器的工作原理其中，電力無源濾波器20為典型的L-CJi型濾波結構， 抑制共模干擾，提高綜合控制器抗雷擊能力；電力有源濾波器50是通過取樣、諧波分析、模 數(shù)轉換，分離出諧波電流分量及無功電流，經(jīng)觸發(fā)開關電路產(chǎn)生反向諧波補償電流，注入交 流參數(shù)穩(wěn)壓器30輸入端，達到抑制諧波及進行無功補償?shù)哪康?；三相交流參?shù)穩(wěn)壓器30每 相的主變壓器都由四組線圈組成，工作時次級主線圈31處于諧振磁飽和狀態(tài)，初級電壓變 化，次級輸出電壓基本不變，次級主線圈31和輔線圈的連接要使輔線圈產(chǎn)生的磁力線方向 與次級主線圈31產(chǎn)生的磁力線方向相反，通過電壓補償達到穩(wěn)定輸出電壓的目的，而次級 主線圈31并聯(lián)三組或多組由電感L1、L2、L3及電容C1、C2、C3串聯(lián)組成的無源濾波器32，選取適當?shù)碾姼蠰，用電容C值及次級主線圈31的抽頭匝數(shù)，使頻率為150Hz、250Hz及350Hz 時，L1C1、 L2C2及L3C3串聯(lián)回路的等效阻抗分別趨近于零，從而實現(xiàn)抑制非線性負載反饋 的3次、5次及7次或更高次諧波。由此可見，該綜合控制器達到供電設備同時提高了抑制 諧波、動態(tài)無功補償、三相平衡調節(jié)及穩(wěn)壓四大功能，并且抗尖峰脈沖干擾，抗雷擊能力強， 性能/價格比高等特點，而且實用性強。
權利要求一種配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，包括有一交流參數(shù)穩(wěn)壓器，其輸入端串聯(lián)有電力無源濾波器，其特征是該交流參數(shù)穩(wěn)壓器并聯(lián)至少一個電力有源濾波器；該交流參數(shù)穩(wěn)壓器的每相主變壓器的次級主線圈并聯(lián)至少三組由電感及電容串聯(lián)組成的無源濾波器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，其特征是該配電系統(tǒng)為三 相或單相。
專利摘要一種配電系統(tǒng)電能質量綜合控制器，包括一交流參數(shù)穩(wěn)壓器，其輸入端串聯(lián)電力無源濾波器，其特征是交流參數(shù)穩(wěn)壓器并聯(lián)至少一個電力有源濾波器，交流參數(shù)穩(wěn)壓器每相主變壓器的次級主線圈并聯(lián)至少三組由電感及電容串聯(lián)組成的無源濾波器，具寬范圍穩(wěn)壓、抑制非線性負載反饋產(chǎn)生的3次、5次、7次及以上諧波的能力，電力有源濾波器為標準型，具動態(tài)超負荷運轉補償，三相平衡調節(jié)及抑制電網(wǎng)及負載反饋產(chǎn)生的50次以下諧波等功能，L-Cπ型電力無源濾波器可抑制共模干擾，提高抗雷擊能力；該綜合控制器應用于三相或單相供電系統(tǒng)，具有抑制諧波、動態(tài)無功補償、三相平衡調節(jié)及寬范圍穩(wěn)壓四大功能，結構簡單，使用維護方便，成本低、易于推廣應用。
文檔編號H02J3/01GK201523236SQ20092006623
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權日2009年10月12日
發(fā)明者姚富忠 申請人:湖南金百大能效管理科技有限公司