一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力配套產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，所述有源電力濾波器通過所述連接電抗器連接于電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)，所述隔離開關(guān)上端與電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)直接相連，下端配有隔離開關(guān)出線連接出線斷路器。本發(fā)明實時消除母線上的諧波電流，提高變壓器的運行效率，確保變壓器和用電設(shè)備的運行安全，避免因諧波電流引起變壓器運行異常、系統(tǒng)諧振、補償電容過流，提升設(shè)備使用壽命,避免了以前電容箱經(jīng)常故障失效的現(xiàn)象。箱變結(jié)構(gòu)在技術(shù)上具有模塊化、體積小、造型美觀、運行安全可靠、維護方便等優(yōu)點。
【專利說明】一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力配套產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)村電網(wǎng)改造的不斷深入，大量的配電變壓器綜合配電柜或JP柜安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。配電變壓器綜合配電柜主要由隔離開關(guān)、斷路器、電容器、投切器、補償控制器等構(gòu)成的戶外配電和補償設(shè)備，采用多種靈活的配電方案。柜體分為進線、出線、電容、計量四個獨立的隔室，用戶根據(jù)現(xiàn)場需要選擇側(cè)上進、下進等引線方式。對農(nóng)村電網(wǎng)的運行維護、安全管理起到了積極的作用。但是，傳統(tǒng)的補償器存在響應速度慢、補償效果不能精確控制的缺點，容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩造成自身毀壞。
[0003]有源電力濾波器(APF:ActivePower Filter), APF 以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術(shù)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補償無功的功能。APF是目前濾除諧波、無功補償領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案，最新的科技產(chǎn)品。但是，現(xiàn)有的有源電力濾波器由于元器件體積以及集成度不高的原因，往往占用較大空間，不適應于適應農(nóng)村低壓配電裝置標準化、小型化、戶外式的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，克服傳統(tǒng)的補償器存在響應速度慢、補償效果不能精確控制，容易與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧振和投切震蕩造成自身毀壞的缺點。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，所述有源電力濾波器通過所述連接電抗器連接于電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)，所述隔離開關(guān)上端與電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)直接相連，下端配有隔離開關(guān)出線連接出線斷路器。有源電力濾波器從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然后將其反極性作用后電流跟蹤控制產(chǎn)生的補償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路，這樣電路中只含有基波的有功分量。
[0007]優(yōu)選的，所述連接電抗器通過有源電力濾波器開關(guān)連接電網(wǎng)變壓器二次側(cè)。
[0008]所述有源電力濾波器封裝在有源電力濾波器模塊內(nèi)。所述有源電力濾波器模塊包括外殼，所述有源電力濾波器的功率器件上分別安裝有散熱器，所述外殼上開有散熱孔，夕卜殼內(nèi)設(shè)有散熱風機。
[0009]所述外殼通過導槽結(jié)構(gòu)安裝在所述箱體內(nèi)。
[0010]所述外殼為招合金外殼。[0011 ] 所述有源電力濾波器外殼內(nèi)安裝有計量單元，用于電量的計量。
[0012]有源電力濾波器開關(guān)包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
[0013]節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。
[0014]本發(fā)明采用有源電力濾波器代替原有配電變壓器綜合配電柜電容補償部分，能濾除系統(tǒng)的高次諧波，減少諧波損耗，優(yōu)化波形，還能雙向進行無功補償；有源電力濾波器通過電流互感器檢測系統(tǒng)電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。有源電力濾波器能動態(tài)有源濾波，全面改善電能質(zhì)量；DSP全數(shù)字控制，開關(guān)頻率高，對負載的動態(tài)變化響應迅速；有源電力濾波器可同時補償無功；具備三相不平衡補償能力，具有自動限流功能，不會發(fā)生過載；并聯(lián)安裝方式，安裝簡單，體積小；降低線路損耗，消除諧波引起的變壓器和電機發(fā)熱，實現(xiàn)系統(tǒng)大幅度節(jié)能；有源電力濾波器的濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，并能自動抑制系統(tǒng)諧振。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:使用有源電力濾波器采用集中濾波方式，對變壓器低壓側(cè)母線上的諧波總體治理，最大限度地實時消除母線上的諧波電流，提高變壓器的運行效率，確保變壓器和用電設(shè)備的運行安全，避免因諧波電流引起變壓器運行異常、系統(tǒng)諧振、提升設(shè)備使用壽命，
[0016]避免以往電容投切出現(xiàn)過補和欠補的情況，適應現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)闹悄芑?。箱變結(jié)構(gòu)在技術(shù)上具有模塊化、體積小、造型美觀、運行安全可靠、維護方便等優(yōu)點，取代傳統(tǒng)的JP柜和配電變壓器綜合配電箱，在經(jīng)濟上具有占地面積小，移動方便，深入負荷中心、建設(shè)周期短、減少浪費等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0018]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖1中，APF-有源電力濾波器，
[0020]QS-隔離開關(guān)，
[0021]ITAa/1TAb/1TAc-電流互感器，
[0022]QF1/QF2-出線斷路器，
[0023]QF3 - APF 開關(guān)，
[0024]圖2為本發(fā)明【具體實施方式】的物理連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2中，1、有源電力濾波器開關(guān)，2、連接電抗器，3、有源電力濾波器，4、隔離開關(guān)，
5、電流互感器，6、出線斷路器，7、箱體。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱安裝在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)，將以往的電容補償部分用有源電力濾波器取代，有源電力濾波器以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變換技術(shù)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補償無功的功能。[0027]如圖2所示，本【具體實施方式】的節(jié)能型智能補償計量綜合保護穩(wěn)壓箱，箱體7內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器模塊3、連接電抗器2、有源電力濾波器開關(guān)1、隔離開關(guān)4、電流互感器5、出線斷路器6。有源電力濾波器模塊內(nèi)封裝有源電力濾波器3、還裝有計量單元，有源電力濾波器開關(guān)I包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。有源電力濾波器開關(guān)I包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
[0028]有源電力濾波器模塊3的外殼內(nèi)封裝有源電力濾波器，所述有源電力濾波器的功率器件上分別安裝有散熱器，外殼上開有散熱孔，外殼內(nèi)設(shè)有散熱風機。鋁合金外殼通過導槽結(jié)構(gòu)安裝在箱體7內(nèi)。有源電力濾波器外殼內(nèi)安裝有計量單元，用于電量的計量。
[0029]結(jié)合圖1所示，有源電力濾波器通過連接電抗器與有源電力濾波器開關(guān)QF3連接，有源電力濾波器開關(guān)QF3與隔離開關(guān)連接于電網(wǎng)電流互感器ITAa/lTAb/lTAc 二次側(cè)。隔離開關(guān)上端與電網(wǎng)電流互感器ITAa/lTAb/lTAc 二次側(cè)直接相連，下端配有2路出線分別連接出線斷路器QF1/QF2，有源電力濾波器APF通過電抗器、APF開關(guān)QF3與隔離開關(guān)QS上端相連接。有源電力濾波器3從負載電流中分離出諧波電流分量和基波無功電流，然后將其反極性作用后電流跟蹤控制產(chǎn)生的補償電流，計算出主電路各開關(guān)器件的觸發(fā)脈沖，此脈沖經(jīng)驅(qū)動電路后作用于主電路，這樣電路中只含有基波的有功分量。從而達到消除諧波與進行無功補償?shù)哪康?，能有效地減少因諧波電流造成的系統(tǒng)損耗，對系統(tǒng)電流波形進行有效優(yōu)化，提聞電能質(zhì)量。
[0030]額定工作電壓:AC380V 土 15% ；
[0031]額定工作頻率:50Hz ；
[0032]額定容量:模塊諧波電流額定容量100A ；
[0033]在三相四線制系統(tǒng)中應用；
[0034]開關(guān)頻率:20kHz (平均)；
[0035]響應時間:〈10ms;
[0036]保護功能:過流、過壓、IGBT過熱、裝置過熱；
[0037]功率損耗:額定滿載運行時,損耗不超過4%額定功率；
[0038]采用有源電力濾波器代替原有配電變壓器綜合配電柜電容補償部分，能濾除系統(tǒng)的高次諧波，減少諧波損耗，優(yōu)化波形，還能雙向進行無功補償；有源電力濾波器通過電流互感器檢測系統(tǒng)電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT，控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。有源電力濾波器能動態(tài)有源濾波，全面改善電能質(zhì)量；DSP全數(shù)字控制，開關(guān)頻率高，對負載的動態(tài)變化響應迅速；有源電力濾波器可同時補償無功；具備三相不平衡補償能力，具有自動限流功能，不會發(fā)生過載；并聯(lián)安裝方式，安裝簡單，體積?。唤档途€路損耗，消除諧波引起的變壓器和電機發(fā)熱，實現(xiàn)系統(tǒng)大幅度節(jié)能；有源電力濾波器的濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，并能自動抑制系統(tǒng)諧振。
[0039]本發(fā)明將濾波補償功能模塊化，便于維護和替換；由于有源電力濾波器是模塊化部件，具有計量功能，將以往的配電變壓器綜合配電柜中電容補償部分集合一體模塊化，便于安裝和更換，并具有故障自動報警功能，能在自身故障時不影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，包括箱體，其特征在于:所述箱體內(nèi)設(shè)有有源電力濾波器、連接電抗器、隔離開關(guān)、電流互感器、出線斷路器，所述有源電力濾波器通過所述連接電抗器連接于電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)，所述隔離開關(guān)上端與電網(wǎng)電流互感器二次側(cè)直接相連，下端配有隔離開關(guān)出線連接出線斷路器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:所述連接電抗器通過有源電力濾波器開關(guān)連接電網(wǎng)變壓器二次側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:所述有源電力濾波器封裝在有源電力濾波器模塊內(nèi)；所述有源電力濾波器模塊包括外殼，所述有源電力濾波器的功率器件上分別安裝有散熱器，所述外殼上開有散熱孔，外殼內(nèi)設(shè)有散熱風機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:所述外殼通過導槽結(jié)構(gòu)安裝在所述箱體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:所述外殼為鋁合金外殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:有源電力濾波器模塊中裝有計量單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于:有源電力濾波器開關(guān)包括斷路器、熔斷器和可控電力電子器件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波箱，其特征在于--節(jié)能型智能濾波補償計量綜合保護優(yōu)波`箱安裝`在城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)中的配電變壓器二次側(cè)。
【文檔編號】H02B1/46GK103515959SQ201310454323
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李文奇, 吳智林 申請人:安徽華正電氣有限公司