專利名稱：寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)波形處理，特別是指寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響，因而受到廣泛的重視，目前已在發(fā)達(dá)國(guó)家獲得
廣泛應(yīng)用。這一基本思想在20世紀(jì)六、七十年代就已經(jīng)形成，80年代以來，大中功率全控型半導(dǎo)體器件的成熟、脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù)(Pulse Width Modulation—PWM)的進(jìn)步以及基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波電流瞬時(shí)檢測(cè)方法的提出，使這一技術(shù)才得以迅速發(fā)展。寬頻濾波節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)主要由三大部分組成，即指令電流檢測(cè)電路、抵消電流發(fā)生電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路。
在電網(wǎng)運(yùn)行中，因大量非線性負(fù)載的運(yùn)行，除了要消耗有功功率外，還要消耗一定的無功功率。負(fù)荷電流在通過線路、變壓器時(shí)將會(huì)產(chǎn)生功率與電能損耗，由電能損耗公式可知，當(dāng)線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時(shí)，線損與功率因數(shù)的平方成反比。功率因數(shù)越
低電網(wǎng)所需無用功就越多，線損就越大。
當(dāng)有功功率為定值時(shí)，負(fù)荷電流與功率因數(shù)成反比，安裝寬頻濾波節(jié)電保護(hù)裝置后，使線路中的電流減小，從而使功率損耗降低使得總電能損耗降低。隨著非線性電力設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中諧波問題日趨嚴(yán)重，諧波的存在會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成損壞，加速絕緣老化。諧波疊加后的電壓峰值對(duì)節(jié)電器件老化有很大的影響，諧波的主要影響因素為電壓峰值、電壓均方根值和電壓波斜率。其中峰值的影響最大。由于諧波的存在，電壓波形發(fā)生畸變，使電壓峰值增高，呈鋸齒狀尖頂波。目前的寬頻濾波節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)采用模擬電路檢須'J諧波，檢測(cè)不夠準(zhǔn)確，電網(wǎng)仍然存在諧波的影響，出行電能不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型在于提供寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)，以解決上述 寬頻濾波節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)采用模擬電路檢測(cè)諧波，檢測(cè)不夠準(zhǔn)確，電網(wǎng) 仍然存在諧波的影響，出行電能不穩(wěn)定的問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)，包括無源 濾波器、兩個(gè)有源濾波器，所述兩個(gè)有源濾波器分別連接運(yùn)算電網(wǎng)諧
波變化量的DSP芯片和控制有源濾波器濾波的控制芯片F(xiàn)PGA;
有源濾波器包括具有IGBT模塊和二極管組成的能效提升濾波 器、具有IGBT模塊的諧波浪涌濾波器，
能效提升濾波器連接變壓器二次低壓側(cè)，連接電網(wǎng)的第一 DSP運(yùn) 算諧波變化量后，通過連接的第一 FPGA控制能效提升濾波器濾波；
諧波浪涌濾波器與經(jīng)過能效提升濾波器過濾后的電網(wǎng)連接，并在 第二 DSP運(yùn)算諧波變化量后，通過連接的第二 FPGA控制諧波浪涌濾 波器濾波；
無源濾波器連接經(jīng)過諧波浪涌濾波器濾波后的電網(wǎng)，并再次濾波。
電流經(jīng)過上面的濾波后，最后接入到動(dòng)力設(shè)備內(nèi)，本實(shí)用新型的 濾波器采用數(shù)字芯片運(yùn)算電能的變化量，通過FPGA芯片控制濾波器 過濾電能，控制準(zhǔn)確，過濾效果好，提高了用電設(shè)備的壽命。


圖1是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為清楚說明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并 結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
參見圖1,本實(shí)用新型中的系統(tǒng)，采用數(shù)字芯片DSP運(yùn)算電網(wǎng)諧 波大小，并通過FPGA芯片控制濾波模塊消除電網(wǎng)內(nèi)的諧波。圖l中共有三個(gè)虛線框，分別為三個(gè)濾波模塊，從變壓器二次低壓側(cè)至動(dòng)力 設(shè)備側(cè)，依次是提升能效濾波器、諧波浪涌濾波器、寬頻濾波器，兩
個(gè)濾波器之間分別安裝有FPGA控制芯片和DSP芯片。
其中，提升能效濾波器、諧波浪涌濾波器分別為有源濾波器，并
分別連接第一 FPGA和第一 DSP，第二 FPGA和第二 DSP;寬頻濾波
器為無源濾波器。
濾波器內(nèi)具有濾波的IGBT模塊和儲(chǔ)能電容，系統(tǒng)工作過程中，
第一 DSP檢測(cè)到電網(wǎng)內(nèi)具有諧波時(shí)，通過第一 FPGA控制提升能效濾
波器對(duì)諧波進(jìn)行過濾，將過濾出的多余能量存儲(chǔ)在電容內(nèi)，或?qū)㈦娙?br> 內(nèi)的電流釋放進(jìn)電網(wǎng)中，補(bǔ)償電網(wǎng)內(nèi)的電能損耗，使電網(wǎng)內(nèi)的電能平衡。
例如，當(dāng)諧波具有較高波峰時(shí)，第一 DSP運(yùn)算出諧波的波峰相對(duì) 闊值多出的電能，并由第一 FPGA控制連接A相的Tal和Ta2截止， 較高波峰的電能通過Tal和Ta2連接的二極管流入電容并吸收；當(dāng)諧 波波峰較低時(shí)，第一 FPGA控制連接A相的Tal和Ta2導(dǎo)通，控制電 容按照第一 DSP的運(yùn)算出的補(bǔ)償量將電能釋放進(jìn)電網(wǎng)內(nèi)，其余各相的 工作過程相同。
第二 FPGA控制諧波浪涌濾波器再次消除電網(wǎng)內(nèi)電流波形相對(duì)閾 值的變形處，最后電能通過無源濾波器再次過濾出各次諧波，其工作 過程與第一 FPGA和第一 DSP的工作過程相同。
各個(gè)濾波器的工作頻率在幾十MHz，頻率的大小取決于IGBT開 關(guān)模塊的截流反應(yīng)時(shí)間，可濾除頻率范圍0至10MHz、諧波范圍為3 次至25次內(nèi)的奇數(shù)次諧波。
無源濾波器內(nèi)采用L5、 C5構(gòu)成5次單調(diào)諧濾波器、L7、 C7構(gòu)成 7次單調(diào)諧濾波器，Lh、 Ch、 Rh構(gòu)成高通濾波器，它們承受了絕大部 分的電網(wǎng)電壓；Ll、 Cl構(gòu)成基波諧振支路，起到分流基波無功電流 的作用；在電感Lt的作用下，電壓型逆變電路可以表現(xiàn)為一個(gè)電壓控 制電流源，再次進(jìn)行有源濾波。
電流經(jīng)過上面的濾波后，最后接入到動(dòng)力設(shè)備內(nèi)，本實(shí)用新型的濾波器采用數(shù)字芯片運(yùn)算電能的變化量，通過FPGA芯片控制濾波器
過濾電能，控制準(zhǔn)確，過濾效果好，提高了用電設(shè)備的壽命。
對(duì)于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的系統(tǒng)，凡在本實(shí)用新型的
精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括無源濾波器、兩個(gè)有源濾波器，所述兩個(gè)有源濾波器分別連接運(yùn)算電網(wǎng)諧波變化量的DSP芯片和控制有源濾波器濾波的控制芯片F(xiàn)PGA；有源濾波器包括具有IGBT模塊和二極管組成的能效提升濾波器、具有IGBT模塊的諧波浪涌濾波器，能效提升濾波器連接變壓器二次低壓側(cè)，連接電網(wǎng)的第一DSP運(yùn)算諧波變化量后，通過連接的第一FPGA控制能效提升濾波器濾波；諧波浪涌濾波器與經(jīng)過能效提升濾波器過濾后的電網(wǎng)連接，并在第二DSP運(yùn)算諧波變化量后，通過連接的第二FPGA控制諧波浪涌濾波器濾波；無源濾波器連接經(jīng)過諧波浪涌濾波器濾波后的電網(wǎng)，并再次濾波。
專利摘要本實(shí)用新型公開了寬頻節(jié)電保護(hù)系統(tǒng)，包括無源濾波器、兩個(gè)有源濾波器，所述兩個(gè)有源濾波器分別連接運(yùn)算電網(wǎng)諧波變化量的DSP芯片和控制有源濾波器濾波的控制芯片F(xiàn)PGA；有源濾波器包括具有IGBT模塊和二極管組成的能效提升濾波器、具有IGBT模塊的諧波浪涌濾波器，無源濾波器連接經(jīng)過諧波浪涌濾波器濾波后的電網(wǎng)再次濾波。電流經(jīng)過上面的濾波后，最后接入到動(dòng)力設(shè)備內(nèi)，本實(shí)用新型的濾波器采用數(shù)字芯片運(yùn)算電能的變化量，通過FPGA芯片控制濾波器過濾電能，控制準(zhǔn)確，過濾效果好，提高了用電設(shè)備的壽命。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201408995SQ20092015425
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者王高峰, 程利榮, 陸大榮, 高善毅 申請(qǐng)人:青島鑫能能源科技有限公司