專利名稱：并聯型混合濾波補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及諧波治理自動控制技術領域，特別是涉及一種并聯型混合濾波補
te衣且ο
背景技術：
對于諧波的治理，無源濾波器(即傳統的LC單調諧濾波)是比較成熟的產品，但它只能濾除特定的諧波次數，因此對于諧波容量大、范圍廣、變化較快等工況的負荷濾除效果較差。有源電力濾波器(APF)是采用現代電力電子技術和基于高速DSP器件的數字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備，集動態濾波、動態電流補償、動態無功功率補償于一體，其性能優異、濾波效率高、濾波范圍廣、動態響應快、體積小、濾波效果不受系統變化的影響，但由于其容量限制和價格原因，造成工程推廣應用的局限。
發明內容本實用新型的目的旨在針對無源濾波器只能濾除特定的諧波次數，對于諧波容量大、范圍廣、變化較快等工況的負荷濾除效果較差，而有源電力濾波器由于容量限制和價格原因，造成工程推廣應用局限的現狀，進而提供了一種并聯型混合濾波補償裝置。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是它包括動態無源濾波器和有源電力濾波器，所述無源濾波器與有源電力濾波器并聯接入電網。進一步地，所述的無源濾波器是由電感器、電阻和電容串聯構成的濾波電路。進一步地，所述的無源濾波器與電網間串聯有晶閘管。進一步地，所述的有源電力濾波器為電壓型有源電力濾波器，其主電路由逆變器構成，儲能元件為并聯在逆變器上的電容，所述逆變器串聯一電感器后并聯接入電網。所述的有源電力濾波器的接入點位于無源濾波器與供電電源之間的連接線，信號電流的取樣點位于無源濾波器與諧波負載源之間的連接線上。本實用新型的有益效果是本實用新型的并聯型混合濾波裝置融合了動態無源濾波技術和有源諧波補償技術，具有濾波容量大，濾波范圍廣、濾除效率高，適時跟蹤和響應的特點，可高效濾除負載諧波，抵制系統振蕩，提高電網的穩定性，同時取得明顯的節能降耗和供電設備增容的效果，具有較強的工程實用性和很高的產品性價比。
圖1為本實用新型的電路框圖；圖2為本實用新型的試驗系統圖；圖3為試驗一中單投5次低壓無源濾波支路后的諧波頻譜圖；圖4為試驗一中單投有源濾波裝置后的諧波頻譜圖；圖5為試驗一中同時投入有源濾波裝置和低壓無源濾波裝置的5次支路后的諧波頻譜圖；[0015]圖6為試驗二中不投濾波裝置時的諧波頻譜圖；圖7為試驗二中單投7次低壓無源濾波支路后的諧波頻譜圖；圖8為試驗二中單投有源濾波裝置后的諧波頻譜圖；圖9為試驗二中同時投入有源濾波裝置和低壓無源濾波裝置的7次支路后的諧波頻譜圖。
具體實施方式
以下結合附圖1 9和實施例對本實用新型作進一步說明。結合圖1說明本實用新型的并聯型混合濾波補償裝置包括無源濾波器1和有源電力濾波器2，圖1中連接在電網右側的電路為系統中的諧波源，其在工作過程中產生大量的諧波，所述無源濾波器1與有源電力濾波器2并聯接入電網。無源濾波器1是由電感器L1、電阻R1和電容C1串聯構成的濾波電路，無源濾波器 1由圖1中0工晶閘管無觸點開關投切。有源電力濾波器2為電壓型有源電力濾波器，其主電路由逆變器UI構成，儲能元件為并聯在逆變器UI上的電容C2，逆變器UI串聯一電感器 L2后并聯接入電網。無源濾波器1 (FC)對主要特征次數的諧波電流，設置專門LC串聯支路，使該支路對某次數諧波呈低阻抗(比系統阻抗還低)。因電流總是流向低阻抗，因此這個特征諧波電流流向專門LC支路，而不會流向系統引起系統污染。以此達到濾除諧波電流，使公共點電壓畸變減小的目的。同時，該裝置可向系統提供容性無功功率，以提高系統功率因數。低壓有源濾波器(APF)實時檢測電網負載電流，快速分離出諧波電流，由IGBT生成一個與諧波電流大小相等、方向相反的補償電流，注入到低壓母線以抵消負載諧波電流。從而使流向系統的電流是一個理想的交流正弦波形。并聯型混合濾波器將無源濾波器(FC)與低壓有源濾波器(APF) 二部分并聯接入電網，共同完成補償濾波任務。無源濾波器(FC)包括多組單調諧支路，主要吸收特征低次諧波。低壓有源濾波器(APF)補償小容量的高頻次諧波，因而容量不需很大，使諧波補償和濾除的效果大大增加。并聯型混合濾波補償器試驗系統(參見圖2)主要由諧波負載源13、30A有源濾波裝置11 (有源濾波裝置可任意設置濾波次數)、低壓無源濾波裝置12、配電柜等組成。諧波負載源13為三相全不控整流裝置，系統電壓為380V，其中，圖2中的a表示諧波測試儀的測試點位置。所述的有源電力濾波補償裝置11的三相通過控制開關QF3的接入點位于低壓無源濾波裝置12與380V供電電源之間A、B、C點，有源電力濾波裝置11的信號電流的取樣點(CT1、CT2、CT3)位于低壓無源濾波裝置12與諧波負載源之間的連接線上，通過信號取樣用于對整個系統的實際電能參數與補償后參數進行對比控制。試驗如下試驗一、調整負載，將5次諧波電流調至32A，按如下步驟進行有源濾波裝置11與低壓無源濾波裝置12的5次支路配合使用的試驗(在進行以下試驗時，串聯電抗器均處于短接狀態)。(1)、有源濾波裝置11不投入運行，將低壓無源濾波裝置12的5次濾波支路投入運行，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖3所示，可知單投入5次無源濾波支路后，系統中的5次諧波電流由32A降至17. 2A，諧波濾除率為46. 3%，其它次數的諧波基本未濾除；(2)、將有源濾波裝置11投入運行，低壓無源濾波裝置12的5次濾波支路退出，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖4所示，可知單投有源濾波裝置11后， 各次諧波的大部分均被濾除，總的諧波畸變率大大降低，由于此時總的諧波電流值已超過 30A,因此有源濾波裝置11處于限流工作狀態；(3)、將有源濾波裝置11與低壓無源濾波裝置12的5次濾波支路一起投入運行， 此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖5所示，可知同時投入有源濾波裝置 11和無源濾波支路后，濾波效果較前兩次均有提高，且兩臺設備均能正常工作。試驗二、調整負載，將7次諧波電流調至8A，按如下步驟進行有源濾波裝置11與低壓無源濾波裝置12的7次支路配合使用的試驗(在進行以下試驗時，串聯電抗器均處于短接狀態)。(1)、有源濾波裝置11與低壓無源濾波裝置12均不投入運行，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖6所示；(2)、有源濾波裝置11不投入運行，將低壓無源濾波裝置12的7次濾波支路投入運行，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖7所示，可知單投入7次無源濾波支路后，系統中的7次諧波電流由8A降至2. 1A，諧波濾除率為沈％，其它次數的諧波基本未濾除；(3)、低壓無源濾波裝置12的7次濾波支路退出，將有源濾波裝置11投入運行，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖8所示，可知單投有源濾波裝置11后， 各次諧波大部分均被濾除。(4)、將有源濾波裝置11與低壓無源濾波裝置12的7次濾波支路一起投入，此時用FLUKE儀器在電源側進行測試，測試結果如附圖9所示，可知同時投入有源濾波裝置11 和低壓無源濾波裝置12的7次支路后，各次諧波大部分均被濾除，總的諧波畸變率大大降低。
權利要求1.一種并聯型混合濾波補償裝置，其特征在于它包括無源濾波器(1)和有源電力濾波器(2)，所述無源濾波器(1)與有源電力濾波器(2)并聯接入電網。
2.根據權利要求1所述的并聯型混合濾波補償裝置，其特征在于所述的無源濾波器 (1)是由電感器、電阻和電容串聯構成的濾波電路。
3.根據權利要求2所述的并聯型混合濾波補償裝置，其特征在于所述的無源濾波器 (1)與電網間串聯有晶閘管。
4.根據權利要求1所述的并聯型混合濾波補償裝置，其特征在于所述的有源電力濾波器(2)為電壓型有源電力濾波器，其主電路由逆變器構成，儲能元件為并聯在逆變器上的電容，所述逆變器串聯一電感器后并聯接入電網。
5.如權利要求1所述的并聯型混合濾波補償裝置，其特征在于所述的有源電力濾波器(2)的接入點位于無源濾波器(1)與供電電源之間的連接線，信號電流的取樣點(CT1、 CT2、CT3)位于無源濾波器(1)與諧波負載源之間的連接線上。
專利摘要本并聯型混合濾波補償裝置包括無源濾波器和有源電力濾波器，所述無源濾波器與有源電力濾波器并聯接入電網。本實用新型適用于工業、商業和機關團體的配電網中，保障供電可靠性、降低干擾、提高產品質量、增長設備壽命，減少設備損壞等之用。
文檔編號H02J3/18GK201985526SQ20112001633
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者王大為, 蒲紅梅 申請人:上海追日電氣有限公司