一种积木热搭接式有源电力滤波装置制造方法及图纸

一种积木热搭接式有源电力滤波装置，它包括控制器、IGBT功率模块、电抗器、接触器、电解电容器、电阻器、隔离变压器、直流电源、高频滤波器、通风散热装置、熔断器、避雷器、子断路器和连接器，该积木热搭接式有源电力滤波装置可采用热搭接方式与其它积木热搭接式有源电力滤波装置进行多个并联连接，且所有的积木热搭接式有源电力滤波装置之间通过RS485线缆相互连接。本实用新型专利技术设置在负载的三相交流电源线路中，通过总断路器与负载的三相交流电网连接，通过接入电网的电流互感器采集负载侧三相电流信号，能够对负载的供电电源进行有效滤除谐波，而且具有补偿无功功率和校正三相不平衡的功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种滤除谐波装置，具体地说是一种用于低压配电系统的积木热搭接式有源电力滤波装置。
技术介绍
电能是现代社会的主要能源，在各行各业中有着广泛的应用，电能质量的优劣直接关系到国民经济总体效益。随着电力电子装置及非线性、冲击性设备的广泛应用，它们从电网取用非正弦电流，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波与谐波组成，导致电网电压严重失真。谐波使电能的生产，传输和利用的效率降低，同时影响各种电气设备的正常工作：谐波使电机产生附加损耗，引起机械振动、噪声，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等电器设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误操作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰，电力电子装置所产生的谐波污染己成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍。现有的抑制谐波的方式主要采用无源滤波方式，它由电力电容器、电抗器和电阻经适当组合而成，利用电路的谐振原理，对某次谐波形成低阻通路，从而达到滤除谐波的目的。上述无源滤波方式抑制谐波结构简单、效率高、投资少、运行维护方便，但它的滤波特性依赖于电网和负载参数，电感、电容参数漂移会导致滤波特性的改变，且只能抑制固定的几次谐波，同时它的体积大，存在过载问题，易与电网发生谐振。现有的有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，通过PWM信号发送给内部IGBT模块控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的，但是其容量小，只能满足补偿电流较小时的情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于低压配电系统的积木热搭接式有源电力滤波装置，其设置在负载的三相交流电源线路中能够对负载的供电电源进行有效滤除谐波，而且具有补偿无功功率和校正三相不平衡的功能。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种积木热搭接式有源电力滤波装置，其通过总断路器与负载的三相交流电网连接，通过接入电网的电流信号检测装置来采样负载电流并进行滤除谐波，其特征是：积木热搭接式有源电力滤波装置采用热搭接方式与其它同样的积木热搭接式有源电力滤波装置进行多个并联连接，且所有的积木热搭接式有源电力滤波装置之间通过RS485线缆相互连接。所述积木热搭接式有源电力滤波装置包括控制器、IGBT功率模块、电抗器、接触器、电解电容器、电阻器、隔离变压器、直流电源和子断路器，所述控制器的信号输入端与电流信号检测装置的输出端连接，信号输出端与IGBT功率模块的控制端连接，所述IGBT功率模块通过电抗器与接触器连接，所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接，所述电解电容器与IGBT功率模块并联连接，所述电阻器并联在接触器两端；所述隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，所述直流电源的输出端与控制器连接；所述IGBT功率模块为两个并联连接的IGBT功率模块，所述的两个并联连接的IGBT功率模块的控制端分别与控制器连接。优选地，所述电流信号检测装置包括电流互感器。优选地，所述控制器包括主控单元、PWM驱动电路、触摸屏和RS485接口电路，所述主控单元采用DSP处理器，DSP处理器的信号输入端与电流信号检测装置的输出端连接，信号输出端分别通过PWM驱动电路与所述两个并联连接的IGBT功率模块的控制端连接，所述触摸屏和RS485接口电路分别与DSP处理器连接。进一步地，所述积木热搭接式有源电力滤波装置还包括设置在接触器与子断路器之间的高频滤波器，所述高频滤波器包括3个电抗器、3个电容器和3个电阻器，所述的3个电抗器分别串联在三相电线路中，所述的3个电阻器的一端星形连接，另一端分别经过所述的3个电容器连接在三相电线路中3个电抗器之后。进一步地，所述积木热搭接式有源电力滤波装置还包括设置在通风散热无阻力通道内的通风散热装置，所述通风散热装置的电源线通过熔断器与隔离变压器输出侧连接。进一步地，所述积木热搭接式有源电力滤波装置还包括避雷器，所述避雷器通过子断路器接入电网。进一步地，所述积木热搭接式有源电力滤波装置还包括连接器，所述控制器通过连接器与电流信号检测装置连接。本技术的有益效果是：1、本技术实现了对电网谐波的主动滤除，可同时滤除50次以下谐波，还可以通过参数设置滤除固定次数的谐波。同时本技术集成了动态无功补偿和校正三相不平衡功能，实现了低压电网的综合治理。2、本技术实现了有源电力滤波装置的积木式热搭接，可根据现场环境和运行工况，灵活定制专属积木组合，并实现带电直接变更接入方式和组件扩容，维护、更换、调试更加安全、简单、便捷。3、本技术采用积木式通风散热无阻力通道，完美解决了传统封装有源滤波装置的散热问题，更便于装置的检修、维护和容量调配，安全性能显著提高。4、本技术采用双IGBT功率模块结构，控制器采用纹波对消技术，可有效滤除逆变桥本身产生的高频纹波，电流跟踪速度快，纹波少，损耗低。5、本技术通过多个积木热搭接式有源电力滤波装置的并联运行，满足了各种补偿容量的需求。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术所述积木热搭接式有源电力滤波装置的结构示意图；图中：1负载、2电流互感器、3积木热搭接式有源电力滤波装置、301控制器、3011主控单元、3012 PWM驱动电路、3013触摸屏、3014 RS485接口电路、302 IGBT功率模块、303电抗器、304接触器、305电解电容器、306电阻器、307隔离变压器、308直流电源、309高频滤波器、310通风散热装置、311熔断器、312避雷器、313子断路器、314连接器、4总断路器、5 RS485线缆。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步的说明。如图1所示，本技术的一种积木热搭接式有源电力滤波装置3，其通过总断路器4与负载1的三相交流电网连接，通过接入电网的电流互感器2来采样负载电流并进行滤除谐波；积木热搭接式有源电力滤波装置3可采用热搭接方式，与其它同样的积木热搭接式有源电力滤波装置3进行多个并联连接，且所有的积木热搭接式有源电力滤波装置3之间通过RS485线缆5相互连接。如图2所示，本技术所述的积木热搭接式有源电力滤波装置3包括控制器301、IGBT功率模块302、电抗器303、接触器304、电解电容器305、电阻器306、隔离变压器307、直流电源308、高频滤波器309、通风散热装置310、熔断器311、避雷器312、子断路器313和连接器314，所述控制器301包括主控单元3011、PWM驱动电路3012、触摸屏3013和RS485接口电路3014，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积木热搭接式有源电力滤波装置，其通过总断路器与负载的三相交流电网连接，通过接入电网的电流信号检测装置来采样负载电流并进行滤除谐波，其特征是：积木热搭接式有源电力滤波装置采用热搭接方式与其它同样的积木热搭接式有源电力滤波装置进行多个并联连接，且所有的积木热搭接式有源电力滤波装置之间通过RS485线缆相互连接；所述积木热搭接式有源电力滤波装置包括控制器、IGBT功率模块、电抗器、接触器、电解电容器、电阻器、隔离变压器、直流电源和子断路器，所述控制器的信号输入端与电流信号检测装置的输出端连接，信号输出端与IGBT功率模块的控制端连接，所述IGBT功率模块通过电抗器与接触器连接，所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接，所述电解电容器与IGBT功率模块并联连接，所述电阻器并联在接触器两端；所述隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，所述直流电源的输出端与控制器连接；所述IGBT功率模块为两个并联连接的IGBT功率模块，所述的两个并联连接的IGBT功率模块的控制端分别与控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种积木热搭接式有源电力滤波装置，其通过总断路器与负载的三相交流电网连接，通过接入电网的电流信号检测装置来采样负载电流并进行滤除谐波，其特征是：积木热搭接式有源电力滤波装置采用热搭接方式与其它同样的积木热搭接式有源电力滤波装置进行多个并联连接，且所有的积木热搭接式有源电力滤波装置之间通过RS485线缆相互连接；
所述积木热搭接式有源电力滤波装置包括控制器、IGBT功率模块、电抗器、接触器、电解电容器、电阻器、隔离变压器、直流电源和子断路器，所述控制器的信号输入端与电流信号检测装置的输出端连接，信号输出端与IGBT功率模块的控制端连接，所述IGBT功率模块通过电抗器与接触器连接，所述接触器通过子断路器与接入电网的总断路器连接，所述电解电容器与IGBT功率模块并联连接，所述电阻器并联在接触器两端；所述隔离变压器的输入侧通过子断路器接入电网，输出侧与直流电源的输入端连接，所述直流电源的输出端与控制器连接；所述IGBT功率模块为两个并联连接的IGBT功率模块，所述的两个并联连接的IGBT功率模块的控制端分别与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种积木热搭接式有源电力滤波装置，其特征是：所述电流信号检测装置包括电流互感器。
3.根据权利要求1所述的一种积木热搭接式有源电力滤波装置，其特征是：所述控制器包括主控单元、PWM驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘悦，程新德，杨建武，
申请(专利权)人：山东鲁冶瑞宝电气自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37