有源電力濾波裝置的製作方法

2023-07-04 04:10:16 3

專利名稱：有源電力濾波裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有效消除電網諧波的裝置，屬於一種有源電力濾波裝置。
背景技術：
隨著電子技術的飛速發展，各種電力電子裝置在電力系統、工業、交通及家庭中的應用日益廣泛，諧波電流和無功電流大量注入電網，引起的危害日益嚴重。諧波電流使損耗加大，發熱嚴重，設備壽命縮短，設備事故頻繁，危及電力系統和通信系統的安全運行，而且功率因數嚴重不足，電能質量惡化，電能利用率大大降低，造成經濟損失嚴重。因此，治理諧波和補償無功已成為當前電力電子技術、電力系統、電氣自動化、理論電工等領域的重要研究課題。一直以來，人們普遍採用無源濾波裝置來吸收諧波源(非線形負荷)所產生的諧波電流。傳統的LC無源濾波器(簡稱PF)可以有效消除諧波的危害，但是這種裝置本身存在著許多的不足與缺陷如無源電力濾波裝置指針對特定的頻率的諧波；存在著與電網發生諧振的可能性；對電網阻抗和頻率的變化十分敏感；體積大、損耗大等。現在，許多專家學者和工程技術人員都在研究動態可調的裝置來解決電能質量問題。其中最具代表性的就是有源電力濾波(簡稱APF)。有源電力濾波技術作用為改善供電質量的一關鍵技術，在國外已經有了實際運用，國內對有源濾波裝置的研究目前基本還處於技術研究階段，本申請人開發出的有源電力濾波裝置，把測量電網或諧波發生源(非線形負荷)的電流信號，通過計算得出其中的諧波成分，最後產生一個與諧波反相等幅的的諧波電流與之抵消，從而達到消除諧波的目的。該裝置在實際使用中，某些負荷會發生功率突變，會頻繁出現其功率超過額定容量的情況，影響有源電力濾波裝置工作的穩定性。例如不鏽鋼軋延機，其工作很不穩定，工作電流頻繁突變。一臺400KW的軋延機，正常工作電流為600A左右。當軋延的不鏽鋼板材厚度不均，或有小的突起，其工作電流會由600A迅速上升到1000A左右，工作電流中包含的諧波電流也會超過有源電力濾波裝置的額定值，必然造成有源電力濾波裝置的頻繁跳閘停機，這是安全生產所不允許的。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種能在自動跟蹤負荷變化中穩定運行的有源電力濾波裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的，它是包括電流轉換電路、與電流轉換電路連接的指令電流運算電路、補償電流發生電路，還包括在指令電流運算電路和補償電流發生電路之間連接的自動限幅電路；自動限幅電路是限定指令電流運算電路中的輸出電壓幅值，本實用新型的諧波輸出量是由諧波源中檢測出的諧波電流信號決定的。由於有了自動限幅電路，當檢測的諧波源電流信號大於有源電力濾波裝置額定值時，限制其信號幅值，從而限制了檢測信號中的諧波成分的絕對量，這樣，也就限制了有源電力濾波系統的輸出電流，不會發生過流保護動作而停機的情況。負荷突變過後，有源電力濾波裝置自動恢復正常狀態，這樣既保證有源電力濾波裝置發揮最好的濾波效益，又能使生產安全穩定運行，實現無人值班的管理。


圖1為本實用新型實施例的原理框圖圖2為本實用新型實施例的檢測電流的部分電路連接自動限幅電路的原理圖圖3為本實用新型實施例無自動限幅電路時的監測節點TP31的電壓信號變化的波形圖圖4為本實用新型實施例有自動限幅電路時的監測節點TP31的電壓信號變化的波形圖圖中1-電流轉換電路2-指令電流運算電路3-自動限幅電路4-補償電流發生電路5-顯示及操作控制器*ih-諧波電流檢測信號ih′-補償諧波電流CT-電流互感器RH3-可調電阻R-電阻U1-熔斷器U2-熔斷器WD1-穩壓二極體WD2-穩壓二極體U-電壓幅值T-時間TP31-監測節點具體實施方式
參照圖1，本實施例是由電流轉換電路1、指令電流運算電路2，補償電流發生電路4、指令電流運算電路2與補償電流發生電路4之間連接的自動限幅電路3，指令電流運算電路連接的顯示及操作控制器5組成。所述的電流轉換電路1，是指將電流互感器二次測取得的諧波電流檢測信號*ih、各電能參數量、各保護信號經過電流/電壓及數字/模擬變換成有源電力濾波裝置適用的負荷電流信號。所述的指令電流運算電路2的核心作用是檢測補償對象的諧波電流，因此也被稱為諧波電流檢測電路。所述的補償電流發生電路4的作用是根據指令電流運算電路2得出的補償電流指令信號產生實際的補償電流。補償電流發生電路4由電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路三部分構成。主電路是採用PWM變流器，PWM變流器為電壓型由三相IGBT智能功率模塊和與之相連的電容和濾波用三相電感組成。主電路輸出的補償諧波電流ih′輸入到電網與諧波抵消。參照圖2，電流互感器CT和可調電阻RH3以及電阻R構成一個放大器，可調電阻RH3一端與電阻R一端連接的監測節點TP31為輸出信號測試點，用於監測信號；電流互感器CT次級線圈一端與監測節點TP31之間串聯熔斷器U1，可調電阻RH3另一端串聯熔斷器U2，起過流保護作用。自動限幅電路3是由在可調電阻RH3兩端並接了兩個反接的穩壓二極體WD1、WD2構成。若定義放大比例為600A/5V，從諧波源(負載)檢測到的電流通過電流互感器CT進一步提高載荷能力，經過可調電阻RH3變換放大後，將600A等級的電流信號變換為5V的電壓信號。在無自動限幅電路時，當諧波源的電流增大時，監測節點TP31的電壓信號波形也同步升高。當諧波源的電流超過600A時，監測節點TP31的電壓也會超過5V，監測節點TP31的電壓信號波形如圖3所示。接入無自動限幅電路後，當諧波源的電流增大時，監測節點TP31的電壓信號波形也同步升高。當諧波源的電流超過600A時，監測節點TP31的電壓被限定在5V內，監測節點TP31的電壓信號波形如圖4所示。從而使信號電壓幅值限定在穩壓二極體的穩定範圍內。自動限幅電路，是保證有源電力濾波裝置在額定容量範圍內正常運行，一旦負荷突然變大，(如軋機板材卡塞，軋延過程頻繁點動)指令電流會自動限幅，將其限制在最大值下，不致造成有源電力濾波裝置過流跳閘。突變過後，有源電力濾波裝置自動恢復正常狀態。
權利要求1.一種有源電力濾波裝置，它是包括電流轉換電路、與電流轉換電路連接的指令電流運算電路、補償電流發生電路，指令電流運算電路連接的顯示及操作控制器，其特徵是還包括在指令電流運算電路(2)和補償電流發生電路(4)之間連接的自動限幅電路(3)，自動限幅電路(3)是限定指令電流運算電路的輸出信號電壓幅值。
2.根據權利要求1所述的有源電力濾波裝置，其特徵是所述的自動限幅電路(3)是在指令電流運算電路中的可調電阻(RH3)兩端並接的兩個反接穩壓二極體(WD1、WD2)構成。
專利摘要本實用新型公開了一種有源電力濾波裝置，它是包括電流轉換電路、與電流轉換電路連接的指令電流運算電路、補償電流發生電路，指令電流運算電路連接的顯示及操作控制器，還包括在指令電流運算電路和補償電流發生電路之間連接的自動限幅電路，自動限幅電路是限定指令電流運算電路的輸出信號電壓幅值。本實用新型具有在額定容量範圍內正常運行，一旦負荷突然變大，指令電流會被自動限幅，將其限制在最大值下，不致造成有源電力濾波裝置過流跳閘。突變過後，有源電力濾波裝置自動恢復正常狀態的特點。
文檔編號H02J3/01GK2718881SQ20042007176
公開日2005年8月17日 申請日期2004年7月21日 優先權日2004年7月21日
發明者龍紹清, 郭耀粵, 李潤泉 申請人:麥德志, 龍紹清, 郭耀粵