中控室電源諧波無功一體柜的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電網系統領域，具體涉及一種中控室電源諧波無功一體柜。
【背景技術】
[0002]諧波電流的出現，對于電力系統運行是一種"污染"，它們降低了系統電壓正弦波形的質量，不但嚴重地影響電力系統自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統。近半個世紀以來，隨著電力電子設備的推廣應用，非線性負荷的迅速增加(例如電氣機車、工業電爐等的應用)，特別是高壓直流輸電的運用，諧波污染問題日趨嚴重，并因此受到人們普遍的關注和重視。而減小諧波影響的技術措施可以從兩方面入手:一是從諧波源出發，減少諧波的產生；二是安裝濾波器，常見的濾波器包括無源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無源濾波器也稱為LC濾波器，是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成的濾波裝置；無源濾波器設計方法穩定可靠、結構簡單，但其濾波效果依賴于系統阻抗特性，并容易受溫度漂移、網絡上諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負荷的影響；此外，無源濾波器僅能對特定的諧波進行有效地衰減，而出于經濟和占地面積方面的考慮，濾波器個數均是有限的，所以對諧波含量豐富的場合，無源濾波器的濾波效果往往不夠理想。
[0003]與無源濾波器對應的是有源濾波器，例如有源電力濾波器(Active PowerFilter, APF)，它是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應，抵消負載中相應電流，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。有源電力濾波器采用開關變換器消除諧波電流，克服了無源濾波器的缺點，因而有源電力濾波器有著無源濾波器無可比擬的技術優勢，因此越來越受到人們的關注。但是，本實用新型的發明人經過研宄發現，現有的有源濾波器對無功和諧波的補償還不夠理想。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種可以對無功進行補償的中控室電源諧波無功一體柜，采用模塊化設計，使用方便靈活，特別適用于動態無功量大，且存在一定諧波的場所。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]一種中控室電源諧波無功一體柜，包括柜體，所述柜體內設有電流檢測模塊、信號處理模塊、PWM信號發生器和IGBT逆變器；其中，
[0007]電流檢測模塊，對與外部電網電連接的負載的電流進行實時檢測；
[0008]信號處理模塊，對檢測到的負載電流信號進行處理，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分；
[0009]PWM信號發生器，根據信號處理模塊的計算結果，產生一個無功補償控制信號和諧波補償控制信號相疊加的PWM控制信號并輸出；
[0010]IGBT逆變器，根據PWM信號發生器產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及低次諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。
[0011]本實用新型提供的中控室電源諧波無功一體柜，能夠通過柜體內的電流檢測模塊實時檢測負載電流，通過內部信號處理模塊進行處理并計算，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分，并根據PWM信號發生器產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。
[0012]進一步，所述電流檢測模塊為電流互感器。
[0013]進一步，所述低次諧波包括3次、5次、7次、9次和11次諧波。
[0014]進一步，所述柜體上還設有用于散熱的風道。
[0015]進一步，所述柜體上還設有便于挪動的把手。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型提供的中控室電源諧波無功一體柜內整體原理示意圖。
[0017]圖中，1、電流檢測模塊；2、信號處理模塊；3、PWM信號發生器；4、IGBT逆變器；10、電網；20、負載。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0019]請參考圖1所示，本發明提供一種中控室電源諧波無功一體柜，包括柜體，所述柜體內設有電流檢測模塊1、信號處理模塊2、PWM信號發生器3和IGBT逆變器4 ;其中，
[0020]電流檢測模塊I，對與外部電網10電連接的負載20的電流進行實時檢測；
[0021]信號處理模塊2，對檢測到的負載電流信號進行處理，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分；
[0022]PWM信號發生器3，根據信號處理模塊2的計算結果，產生一個無功補償控制信號和諧波補償控制信號相疊加的PWM控制信號并輸出；
[0023]IGBT逆變器4，根據PWM信號發生器3產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及低次諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。
[0024]本實用新型提供的中控室電源諧波無功一體柜，能夠通過柜體內的電流檢測模塊實時檢測負載電流，通過內部信號處理模塊進行處理并計算，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分，并根據PWM信號發生器產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。
[0025]作為具體實施例，所述電流檢測模塊I為電流互感器，由此可以把電網側大電流轉換成小電流來供二次側的測量裝置使用，實現對負載(如RCD負載)20的電流進行實時檢測。
[0026]作為具體實施例，所述PWM信號發生器3輸出的PWM(Pulse Width Modulat1n,脈沖寬度調制)控制信號為無功補償控制信號和諧波補償控制信號相疊加的PWM信號，所述PWM信號為高低電平信號，用于對所述IGBT逆變器4進行控制，觸發IGBT逆變器產生一個和負載無功電流相抵消的無功補償電流，以及產生一個和負載產生的諧波大小相等，相位相反的低次諧波電流注入到電網中，實現動態無功補償和諧波濾波。
[0027]作為具體實施例，所述IGBT逆變器4產生的和負載產生的諧波大小相等，相位相反的低次諧波電流，其低次諧波具體包括3次、5次、7次、9次和11次諧波，由此實現支持低次諧波的諧波補償。
[0028]作為具體實施例，所述柜體上還設有用于散熱的風道，具體可在所述柜體上設置一些獨特的風道，以方便對柜體內各個模塊工作時產生的熱量進行擴散，以免柜體內的熱量過高導致模塊損壞，提高了中控室電源無功柜的使用性能。
[0029]作為具體實施例，所述柜體上還設有便于挪動的把手，具體可在所述柜體的每個側邊設置一個或多個把手，其用于對柜體進行挪動時便于把握。
[0030]本實用新型提供的中控室電源諧波無功一體柜，當具體應用到電網中時，其諧波消除率可達到95%以上，功率因數可以提高到0.92以上，對各行各業的供電系統的電能質量起到了顯著改善。
[0031]以上僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構，直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理在本實用新型的專利保護范圍之內。
【主權項】
1.中控室電源諧波無功一體柜，包括柜體，其特征在于，所述柜體內設有電流檢測模塊、信號處理模塊、PWM信號發生器和IGBT逆變器；其中， 電流檢測模塊，對與外部電網電連接的負載的電流進行實時檢測； 信號處理模塊，對檢測到的負載電流信號進行處理，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分； PWM信號發生器，根據信號處理模塊的計算結果，產生一個無功補償控制信號和諧波補償控制信號相疊加的PWM控制信號并輸出； IGBT逆變器，根據PWM信號發生器產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及低次諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。2.根據權利要求1所述的中控室電源諧波無功一體柜，其特征在于，所述電流檢測模塊為電流互感器。3.根據權利要求1所述的中控室電源諧波無功一體柜，其特征在于，所述低次諧波包括3次、5次、7次、9次和11次諧波。4.根據權利要求1所述的中控室電源諧波無功一體柜，其特征在于，所述柜體上還設有用于散熱的風道。5.根據權利要求1所述的中控室電源諧波無功一體柜，其特征在于，所述柜體上還設有便于挪動的把手。
【專利摘要】本實用新型公開一種中控室電源諧波無功一體柜，包括柜體，所述柜體內設有：電流檢測模塊，對與外部電網電連接的負載的電流進行實時檢測；信號處理模塊，對檢測到的負載電流信號進行處理，計算出負載電流所含有的無功含量和諧波成分；PWM信號發生器，根據信號處理模塊的計算結果，產生一個無功補償控制信號和諧波補償控制信號相疊加的PWM控制信號并輸出；IGBT逆變器，根據PWM信號發生器產生的PWM控制信號，通過IGBT開關斷作用產生大小相等，相位相反的無功及諧波補償電流，對負載電流中所含有的無功和諧波進行抵消，實現動態無功補償和諧波濾除。本實用新型提供的中控室電源諧波無功一體柜，采用模塊化設計，能夠實現動態無功補償和諧波濾波。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN204696687
【申請號】CN201520392558
【發明人】沙玉峰
【申請人】重慶酷能節能科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月9日