一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電力有源濾波裝置，尤其是涉及一種戶外型帶電壓控制功能 的電力有源濾波裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)IOKV配電線路中普遍存在配電變壓器分布散、安裝點(diǎn)多，線路長(zhǎng)等多種情 況，受晝夜負(fù)荷、季節(jié)負(fù)荷變化、供電半徑、負(fù)荷分布等因素的影響，經(jīng)常會(huì)引起線路電壓有 較大的變化，嚴(yán)重影響線路供電質(zhì)量和供電可靠性。而單純的電容器補(bǔ)償主要是提高線路 的功率因數(shù)，調(diào)壓效果很有限，僅僅依靠電容器補(bǔ)償不能解決由于線路長(zhǎng)、線徑細(xì)、電阻引 起的電壓降低問(wèn)題。非線性負(fù)荷引起的諧波同樣帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，特別是隨著電力電 子技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種電力電子裝置在發(fā)電、輸電、配電和用電系統(tǒng)中日益廣泛的應(yīng)用， 它對(duì)電網(wǎng)所帶來(lái)的諧波、無(wú)功污染也逐漸嚴(yán)重。同時(shí)隨著社會(huì)信息化的進(jìn)步，敏感性負(fù)載 (如計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、精密電子設(shè)備等）的廣泛應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量也提出了更高的要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種戶外型帶 電壓控制功能的電力有源濾波裝置，具有安裝方便、造價(jià)很低、配置靈活多變、檢修維護(hù)方 便、操作直觀等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0005] -種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，連接在電網(wǎng)與負(fù)載之間，包括 電流互感器、電壓互感器、諧波提取器、電壓比較器、中央處理器、PWM波產(chǎn)生器和逆變器，所 述電流互感器分別連接負(fù)載和諧波提取器，所述電壓互感器分別連接負(fù)載和電壓比較器， 所述諧波提取器和電壓比較器分別連接中央處理器，所述中央處理器連接PWM波產(chǎn)生器， 所述PffM波產(chǎn)生器連接逆變器，所述逆變器連接電網(wǎng)。
[0006] 所述電流互感器為頻率50Hz至3kHz的電流互感器。
[0007] 所述中央處理器為DSP處理器。
[0008] 所述中央處理器設(shè)有用于與上位機(jī)通信的RS232、RS385和RJ45接口。
[0009] 所述電流互感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡連接諧波提取器，所述電壓互感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集 卡連接電壓比較器。
[0010] 所述逆變器采用由IGBT構(gòu)成的三相全橋逆變電路。
[0011] 還包括連接中央處理器的液晶顯示屏和控制按鈕。
[0012] 還包括殼體，該電力有源濾波裝置通過(guò)螺釘安裝于殼體內(nèi)，所述殼體內(nèi)設(shè)有風(fēng)冷 機(jī)和散熱孔。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1)在消除系統(tǒng)中諧波的同時(shí)還可以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)控制，從根本上提高了線路的電 壓質(zhì)量，有效改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量，降低線損，提高電網(wǎng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。
[0015] 2)增加電壓比較器，同時(shí)控制按鈕可選擇設(shè)定值，使得本裝置可適用于不同的負(fù) 載側(cè)濾波，配置靈活多變。
[0016] 3)采用殼體落地式一體式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于戶外，為戶外型設(shè)備，具有安裝方便、造價(jià) 很低、檢修維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)配置液晶顯示屏和控制按鈕，操作直觀。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖中：1、電流互感器，2、電壓互感器，3、諧波提取器，4、電壓比較器，5、中央處理 器，6、PffM波產(chǎn)生器，7、逆變器，8、電網(wǎng)，9、負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型 技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020] 如圖1所示，一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置連接在電網(wǎng)8與負(fù) 載9之間，該負(fù)載9為非線性負(fù)載，該電力有源濾波裝置包括電流互感器1、電壓互感器2、 諧波提取器3、電壓比較器4、中央處理器5、PWM波產(chǎn)生器6和逆變器7,電流互感器1分別 連接負(fù)載9和諧波提取器3,電壓互感器2分別連接負(fù)載9和電壓比較器4,諧波提取器3 和電壓比較器4分別連接中央處理器5,中央處理器5連接PffM波產(chǎn)生器6, PffM波產(chǎn)生器6 連接逆變器7,逆變器7連接電網(wǎng)8。
[0021] 其中，電流互感器1為頻率50Hz至3kHz的電流互感器1，工作頻率范圍大，例如霍 爾電流傳感器。
[0022] 中央處理器5為DSP處理器，諧波提取器3、電壓比較器4可采用單片機(jī)，PffM 波產(chǎn)生器6為現(xiàn)有技術(shù)中的電路結(jié)構(gòu)，逆變器7采用由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）構(gòu)成的三相全橋逆變電路，根據(jù)PffM波控制IGBT的開(kāi) 關(guān)頻率。
[0023] 中央處理器5設(shè)有用于與上位機(jī)通信的RS232、RS385和RJ45接口，上位機(jī)可通過(guò) 該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載側(cè)供電狀態(tài)的監(jiān)控，同時(shí)中央處理器5連接有液晶顯示屏和控制按鈕， 液晶顯示屏便于直觀地顯示工作狀態(tài)，控制按鈕包括開(kāi)啟、關(guān)閉以及設(shè)定值的輸入等。
[0024] 電流互感器1通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡連接諧波提取器3,電壓互感器2通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡連 接電壓比較器4。數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)化功能。
[0025] 該電力有源濾波裝置通過(guò)螺釘安裝于殼體內(nèi)，殼體內(nèi)設(shè)有風(fēng)冷機(jī)和散熱孔，散熱 性好。
[0026] 工作原理：
[0027] 1)該裝置可以對(duì)負(fù)載側(cè)非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，改善系統(tǒng)側(cè)電能質(zhì)量， 為業(yè)主避免電力罰款的產(chǎn)生。通過(guò)電流互感器1檢測(cè)負(fù)載電流，諧波提取器3提取出負(fù)載 電流中的諧波成分，中央處理器5根據(jù)諧波成分發(fā)出諧波補(bǔ)償指令給PffM波產(chǎn)生器6,然后 通過(guò)PWM波信號(hào)發(fā)送給逆變器7內(nèi)部IGBT，控制逆變器7產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相 等，方向相反的電流注入到電網(wǎng)8中，達(dá)到濾波的目的。
[0028] 2)該裝置帶有電壓控制功能。由于負(fù)載側(cè)輕載或重載時(shí)，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載電壓瞬時(shí)變 化，影響電器的正常工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)或過(guò)壓燒毀。電壓互感器2檢測(cè)負(fù)載電 壓，當(dāng)電壓比較器4判斷檢測(cè)到的負(fù)載端電壓降低或升高到一定程度時(shí)，裝置就會(huì)啟動(dòng)電 壓控制功能，電壓比較器4向中央處理器5發(fā)送電壓差，中央處理器5發(fā)出電壓控制指令， 通過(guò)PWM波產(chǎn)生器6控制逆變器7輸出有功電流，將電壓維持在一定水平。
[0029] 如圖1所示，Us為電網(wǎng)側(cè)電壓，i s為系統(tǒng)電流，U為負(fù)載電流，i。為補(bǔ)償電流。負(fù) 荷點(diǎn)電壓滿足以下公式：
[0032] 式中，隊(duì)為負(fù)載側(cè)電壓，（R+jX)為電網(wǎng)線路的阻抗，PsS電網(wǎng)輸出有功功率，Q sS 電網(wǎng)輸出無(wú)功功率。
[0033] 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷處于穩(wěn)定的變化范圍時(shí)，裝置進(jìn)行諧波補(bǔ)償。當(dāng)負(fù)荷的有功電流變化 較大時(shí)，通過(guò)改變補(bǔ)償裝置的工作模式，使其輸出部分有功，用于維持隊(duì)在允許的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，連接在電網(wǎng)（8)與負(fù)載（9)之間， 其特征在于，包括電流互感器（1)、電壓互感器（2)、諧波提取器（3)、電壓比較器（4)、中央 處理器（5)、PWM波產(chǎn)生器（6)和逆變器（7)，所述電流互感器（1)分別連接負(fù)載（9)和諧波 提取器（3)，所述電壓互感器（2)分別連接負(fù)載（9)和電壓比較器（4)，所述諧波提取器（3) 和電壓比較器⑷分別連接中央處理器（5)，所述中央處理器（5)連接PffM波產(chǎn)生器（6)， 所述PffM波產(chǎn)生器（6)連接逆變器（7)，所述逆變器（7)連接電網(wǎng)（8)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，所述電流互感器（1)為頻率50Hz至3kHz的電流互感器（1)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，所述中央處理器（5)為DSP處理器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，所述中央處理器（5)設(shè)有用于與上位機(jī)通信的RS232、RS385和RJ45接口。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，所述電流互感器（1)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡連接諧波提取器（3)，所述電壓互感器（2)通過(guò)數(shù) 據(jù)采集卡連接電壓比較器（4)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，所述逆變器（7)采用由IGBT構(gòu)成的三相全橋逆變電路。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，還包括連接中央處理器（5)的液晶顯示屏和控制按鈕。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，其特征在 于，還包括殼體，該電力有源濾波裝置通過(guò)螺釘安裝于殼體內(nèi)，所述殼體內(nèi)設(shè)有風(fēng)冷機(jī)和散 熱孔。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種戶外型帶電壓控制功能的電力有源濾波裝置，連接在電網(wǎng)與負(fù)載之間，包括電流互感器、電壓互感器、諧波提取器、電壓比較器、中央處理器、PWM波產(chǎn)生器和逆變器，所述電流互感器分別連接負(fù)載和諧波提取器，所述電壓互感器分別連接負(fù)載和電壓比較器，所述諧波提取器和電壓比較器分別連接中央處理器，所述中央處理器連接PWM波產(chǎn)生器，所述PWM波產(chǎn)生器連接逆變器，所述逆變器連接電網(wǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有安裝方便、造價(jià)很低、配置靈活多變、檢修維護(hù)方便、操作直觀等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H02J3/01, H02J3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204928141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520544327
【發(fā)明人】舒觀瀾
【申請(qǐng)人】利思電氣（上海）有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日