專利名稱：一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種諧波濾除裝置。
背景技術(shù)：
隨著大功率電力電子整流裝置和非線性電力負(fù)荷(如電弧爐)的廣泛應(yīng)用及大量 家用電器的出現(xiàn)，供電系統(tǒng)中的高次諧波也日趨嚴(yán)重，對(duì)供電系統(tǒng)及大量電氣設(shè)備造成“電 力污染”，導(dǎo)致供電系統(tǒng)控制和保護(hù)設(shè)備發(fā)生誤動(dòng)作，甚至產(chǎn)生高次諧波并聯(lián)諧振過電壓， 導(dǎo)致供電系統(tǒng)安全運(yùn)行受到破壞，較為常見的是高壓電纜因附加發(fā)熱損耗增大或過電壓發(fā) 生爆炸和電力電容器“鼓肚”、爆炸現(xiàn)象，通信通話質(zhì)量因高次諧波干擾而下降等種種類似 的現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)中由于諧波的產(chǎn)生造成供電系統(tǒng)安全性降 低的問題，從而提供一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置。一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，它包括控制系統(tǒng)、三個(gè)電流互感器TA和N組主電 路，所述每組主電路均包括三個(gè)晶間管組V、個(gè)電抗器L和三個(gè)電容C，所述每個(gè)晶間管組V 均由兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)組成，所述三個(gè)電容C之間三角型連接，并且三個(gè)端點(diǎn)分別與三 個(gè)電抗器L的連接；所述三個(gè)電抗器L分別與三個(gè)晶閘管組V串聯(lián)；所述三個(gè)晶閘管組V接 入三相電源；控制系統(tǒng)檢測(cè)三相電源的電壓值，控制系統(tǒng)通過三個(gè)電流互感器TA檢測(cè)三相 電源的電流值，N組晶閘管組V的控制信號(hào)輸入端分別與控制系統(tǒng)的N個(gè)控制信號(hào)輸出端 連接，所述N為正整數(shù)。本實(shí)用新型由電容器、電抗器串聯(lián)構(gòu)成LC濾波器，所述LC濾波器與諧波源并聯(lián)， 通過將LC濾波器的諧振頻率設(shè)置為與需要濾除的諧波次數(shù)的頻率相同，則大部分該次諧 波將進(jìn)入濾波器，從而達(dá)到濾除該次諧波的目的，供電系統(tǒng)安全性得以大幅度提高。
圖1是本實(shí)用新型的電路連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
三中N = 4的電路連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
二的原理示意圖；圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
三中N = 4的控制部分原理示意圖；圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
五的原 理示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說明本具體實(shí)施方式
，一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置， 它包括控制系統(tǒng)1、三個(gè)電流互感器TA和N組主電路，所述每組主電路均包括三個(gè)晶閘管組 V、三個(gè)電抗器L和三個(gè)電容C，所述每個(gè)晶閘管組V均由兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)組成，所述三 個(gè)電容C之間三角型連接，并且三個(gè)端點(diǎn)分別與三個(gè)電抗器L的連接；所述三個(gè)電抗器L分
3別與三個(gè)晶閘管組V串聯(lián)；所述三個(gè)晶閘管組V接入三相電源；控制系統(tǒng)1檢測(cè)三相電源的 電壓值，控制系統(tǒng)1通過三個(gè)電流互感器TA檢測(cè)三相電源的電流值，N組晶閘管組V的控 制信號(hào)輸入端分別與控制系統(tǒng)1的N個(gè)控制信號(hào)輸出端連接，所述N為正整數(shù)。工作原理在大多數(shù)情況下，諧波是由非線性負(fù)荷產(chǎn)生的，供電系統(tǒng)的電網(wǎng)諧波的 主要是5、7、11、13、17、19......次諧波。本實(shí)用新型由濾波電容器和電抗器串聯(lián)構(gòu)成LC濾波器，將其與諧波源并聯(lián)，起到 濾除諧波的作用，并且還兼顧無功補(bǔ)償?shù)男枰?。電抗器串?lián)的LC濾波器是利用串聯(lián)L、C諧振原理構(gòu)成的，其諧振頻率f為f = 1/(2 3i (LC) "0. 5)可見，在諧振點(diǎn)LC濾波器的阻抗最小，若改變電容器的電容量和電抗器的電感量 即可改變諧振頻率；即只要將濾波器的諧振頻率設(shè)定為與需要濾除的諧波次數(shù)的頻率一 樣，則該次諧波將大部分流入濾波器，從而起到濾除該次諧波的目的。如要濾除電網(wǎng)中諧 波，使LC諧振頻率與諧波的頻率相同即可。本實(shí)施方式中每組主電路均通過隔離開關(guān)QS接入三相電源中。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖3說明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方 式一所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置的區(qū)別在于，控制系統(tǒng)1包括電壓變換模塊1-1、 電壓過零比較單元1-2、電壓同步單元1-3、電流變換模塊1-4、電流過零比較單元1-5、多路 開關(guān)1-6、處理器CPU1-8、N個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路1-9和N個(gè)隔離觸發(fā)脈沖變壓器輸 出單元1-10，電壓變換模塊1-1的一號(hào)輸出端與電壓過零比較單元1-2的輸入端連接，所述 電壓變換模塊1-1的二號(hào)輸出端與電壓同步單元1-3的輸入端連接，所述電壓過零比較單 元1-2的輸出端與處理器CPU1-8的一號(hào)電壓信號(hào)輸入端連接，電壓同步單元1-3的輸出端 與處理器CPU1-8的二號(hào)電壓信號(hào)輸入端連接；電流變換模塊1-4的一號(hào)輸出端與電流過零 比較單元1-5的輸入端連接，所述電流過零比較單元1-5的輸出端與處理器CPU1-8的電流 信號(hào)輸入端連接；電壓變換模塊1-1的三號(hào)輸出端與多路開關(guān)1-6的一號(hào)輸入端連接，電流 變換模塊1-4的二號(hào)輸出端與多路開關(guān)1-6的二號(hào)輸入端連接；處理器CPU1-8的開關(guān)量信 號(hào)輸出端與多路開關(guān)1-6的開關(guān)量信號(hào)輸入端連接；處理器CPU1-8的N個(gè)輸出端分別與N 個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路1-9的輸入端連接；所述N個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路1-9的 輸出端分別與N個(gè)隔離觸發(fā)脈沖變壓器輸出單元1-10的輸入端連接；N個(gè)隔離觸發(fā)脈沖變 壓器輸出單元1-10的輸出端是控制系統(tǒng)1的N個(gè)控制信號(hào)輸出端；電壓變換模塊1-1的輸 入端是控制系統(tǒng)1的三相電源的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端；電流變換模塊1-4的輸入端是控制 系統(tǒng)1的三相電源的電流檢測(cè)信號(hào)輸入端?？刂葡到y(tǒng)原理低壓電網(wǎng)的線路電壓和電流經(jīng)電壓、電流采樣電路把電壓、電流變 成弱信號(hào)送入處理器CPU，CPU對(duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出線路的電壓和電流值， 通過電壓和電流信號(hào)的相位角進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算出線路的功率因數(shù)，并根據(jù)用戶設(shè)定的功率 因數(shù)，控制LC串聯(lián)調(diào)諧消諧波電路的投入或切除，對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行濾除，同時(shí)還可以 進(jìn)行無功補(bǔ)償。
具體實(shí)施方式
三、結(jié)合圖2和圖4說明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí) 施方式一或二所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置的區(qū)別在于，N = 4。本具體實(shí)施方式
的主電路由4組或多組由晶閘管構(gòu)成的無觸點(diǎn)開關(guān)和由電抗器和電容器構(gòu)成的LC串聯(lián)調(diào)諧消諧波電路(同時(shí)具有無功補(bǔ)償作用)組成。由于諧波源和諧波都是要消耗無功功率的，只要在功率因數(shù)低的時(shí)候投入濾波回 路，就可以對(duì)電網(wǎng)中的諧波進(jìn)行濾除，同時(shí)還可以進(jìn)行無功補(bǔ)償。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的一種供電系統(tǒng)中諧 波濾除裝置的區(qū)別在于它還包括鍵盤1-15，所述鍵盤1-15的鍵盤信號(hào)輸出端與處理器 CPU1-8的鍵盤信號(hào)輸入端連接。
具體實(shí)施方式
五、結(jié)合圖4說明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方 式一、二或四所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置的區(qū)別在于，它還包括顯示單元1-16，所 述顯示單元1-16的顯示信號(hào)輸入端與處理器CPU1-8的顯示信號(hào)輸出端連接。
具體實(shí)施方式
六、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一、二、三、四或五所述的一種 供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置的區(qū)別在于，它還包括三個(gè)快速熔斷器FU，所述三個(gè)快速熔斷器 FU分別串聯(lián)在三組晶閘管組V與三相電源之間。本實(shí)施方式中的快速熔斷器主要作用是保護(hù)晶閘管。
權(quán)利要求一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征是它包括控制系統(tǒng)(1)、三個(gè)電流互感器(TA)和N組主電路，所述每組主電路均包括三個(gè)晶閘管組(V)、三個(gè)電抗器(L)和三個(gè)電容(C)，所述每個(gè)晶閘管組(V)均由兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)組成，所述三個(gè)電容(C)之間三角型連接，并且三個(gè)端點(diǎn)分別與三個(gè)電抗器(L)的連接；所述三個(gè)電抗器(L)分別與三個(gè)晶閘管組(V)串聯(lián)；所述三個(gè)晶閘管組(V)接入三相電源；控制系統(tǒng)(1)檢測(cè)三相電源的電壓值，控制系統(tǒng)(1)通過三個(gè)電流互感器(TA)檢測(cè)三相電源的電流值，N組晶閘管組(V)的控制信號(hào)輸入端分別與控制系統(tǒng)(1)的N個(gè)控制信號(hào)輸出端連接，所述N為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征在于控制系統(tǒng)(1) 包括電壓變換模塊(1-1)、電壓過零比較單元(1-2)、電壓同步單元(1-3)、電流變換模塊 (1-4)、電流過零比較單元(1-5)、多路開關(guān)(1-6)、處理器CPU(I-S)、N個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖 驅(qū)動(dòng)電路(1-9)和N個(gè)隔離觸發(fā)脈沖變壓器輸出單元(1-10)，電壓變換模塊(1-1)的一 號(hào)輸出端與電壓過零比較單元(1-2)的輸入端連接，所述電壓變換模塊(1-1)的二號(hào)輸出 端與電壓同步單元(1-3)的輸入端連接，所述電壓過零比較單元(1-2)的輸出端與處理器 CPU(I-S)的一號(hào)電壓信號(hào)輸入端連接，電壓同步單元(1-3)的輸出端與處理器CPU(I-S)的 二號(hào)電壓信號(hào)輸入端連接；電流變換模塊(1-4)的一號(hào)輸出端與電流過零比較單元(1-5) 的輸入端連接，所述電流過零比較單元(1-5)的輸出端與處理器CPU (1-8)的電流信號(hào)輸入 端連接；電壓變換模塊(1-1)的三號(hào)輸出端與多路開關(guān)(1-6)的一號(hào)輸入端連接，電流變換 模塊(1-4)的二號(hào)輸出端與多路開關(guān)(1-6)的二號(hào)輸入端連接；處理器CPU (1-8)的開關(guān)量 信號(hào)輸出端與多路開關(guān)(1-6)的開關(guān)量信號(hào)輸入端連接；處理器CPU(I-S)的N個(gè)輸出端分 別與N個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電路(1-9)的輸入端連接；所述N個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)電 路(1-9)的輸出端分別與N個(gè)隔離觸發(fā)脈沖變壓器輸出單元(1-10)的輸入端連接；N個(gè)隔 離觸發(fā)脈沖變壓器輸出單元(1-10)的輸出端是控制系統(tǒng)(1)的N個(gè)控制信號(hào)輸出端；電壓 變換模塊(1-1)的輸入端是控制系統(tǒng)(1)的三相電源的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端；電流變換模 塊(1-4)的輸入端是控制系統(tǒng)(1)的三相電源的電流檢測(cè)信號(hào)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征在于N= 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征在于它還包括鍵盤 (1-15)，所述鍵盤(1-15)的鍵盤信號(hào)輸出端與處理器CPU(I-S)的鍵盤信號(hào)輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征在于它還包括 顯示單元(1-16)，所述顯示單元(1-16)的顯示信號(hào)輸入端與處理器CPU(I-S)的顯示信號(hào) 輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，其特征在于它還包括三個(gè)快 速熔斷器(FU)，所述三個(gè)快速熔斷器(FU)分別串聯(lián)在三組晶閘管組(V)與三相電源之間。
專利摘要一種供電系統(tǒng)中諧波濾除裝置，涉及一種諧波濾除裝置。它解決現(xiàn)有供電系統(tǒng)中由于諧波的產(chǎn)生造成供電系統(tǒng)安全性降低的問題。它的每組主電路結(jié)構(gòu)相同，其中每個(gè)晶閘管組均由兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)組成，三個(gè)電容之間三角型連接，并且三個(gè)端點(diǎn)分別與三個(gè)電抗器的連接；三個(gè)電抗器分別與三個(gè)晶閘管組串聯(lián)；所述三個(gè)晶閘管組接入三相電源；控制系統(tǒng)檢測(cè)三相電源的電壓值，控制系統(tǒng)通過三個(gè)電流互感器檢測(cè)三相電源的電流值，N組晶閘管組的控制信號(hào)輸入端分別與控制系統(tǒng)的N個(gè)控制信號(hào)輸出端連接。本實(shí)用新型適用于供電系統(tǒng)的諧波濾除場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201656482SQ201020220120
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者王東方 申請(qǐng)人:哈爾濱東大方正電力有限公司