專利名稱：一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電力濾波器領(lǐng)域，具體是一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，由于電力電子裝置的大量應(yīng)用，工業(yè)電網(wǎng)中非線性負(fù)載越來越多，電網(wǎng)的諧波污染問題日趨嚴(yán)重。諧波不僅影響電氣設(shè)備的正常工作，還給電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來隱患。在治理諧波的措施中，主要的解決方法是裝設(shè)電力濾波器，包括無源電力濾波器和有源電力濾波器兩種。無源電力濾波器只能濾除特定次頻率諧波且受濾波器參數(shù)影響較大，而且可能與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，從而使裝置無法正常運(yùn)行。有源電力濾波器既可補(bǔ)償非線性負(fù)荷產(chǎn)生的高次諧波，又能自動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)阻抗和頻率的快速變化，并且具有高可控性和快速響應(yīng)性，但因成本原因和自關(guān)斷器件的容量有限，很難應(yīng)用到高壓系統(tǒng)中。目前在高壓系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是混合型有源電力濾波器?；旌闲陀性措娏V波器由于兼顧了無源電力濾波器無源電力濾波器和有源電力濾波器的優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)用化程度較高的新型諧波治理裝置，也是有源濾波技術(shù)研究的熱點(diǎn)。隨著企業(yè)對(duì)用電質(zhì)量要求的提高，越來越多的混合型有源電力濾波器投入到配電網(wǎng)中。在具有很好諧波治理效果的同時(shí)，如何保障混合型有源電力濾波器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和當(dāng)混合型有源電力濾波器發(fā)生故障時(shí)保障操作人員的人身安全，已引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)混合型有源電力濾波器的保護(hù)問題，本實(shí)用新型提供了一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)，它能對(duì)并聯(lián)混合型有源電力濾波器的無源電力濾波器部分和有源電力濾波器部分起到很好的保護(hù)作用，保障了并聯(lián)混合型有源電力濾波器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和當(dāng)裝置發(fā)生故障時(shí)保障操作人員的人身安全，具有很好的實(shí)用價(jià)值。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下。一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由無源電力濾波器和有濾波器兩部分組成；無源電力濾波器由η個(gè)無源電力濾波器組構(gòu)成，每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有干式放電線圈、避雷器、電感；有源電力濾波器由DSP控制器、逆變器和電感構(gòu)成。1.整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有電源Us、系統(tǒng)阻抗&、非線性負(fù)載、高壓開關(guān)柜Κ、η個(gè)無源電力濾波器組、η個(gè)隔離開關(guān)、電感L1、耦合變壓器、附加電感La、接觸器、電感Ltl、逆變器和DSP控制器。其中每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感、干式放電線圈和避雷器，干式放電線圈由電容和放電線圈并聯(lián)組成。2.各部件的連接關(guān)系[0011]1)每一個(gè)無源電力濾波器組的干式放電線圈和避雷器并聯(lián)后與電感連接。2)電源Us的A、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗h串接，η個(gè)隔離開關(guān)并聯(lián)后再與高壓開關(guān)柜連接，隔離開關(guān)K1 隔離開關(guān)Kn依次與η個(gè)無源電力濾波器組的電感L1 電感Ln 連接。3)耦合變壓器的原邊與第一個(gè)無源電力濾波器組的干式放電線圈串連，耦合變壓器的副邊與附加電感La并聯(lián)后通過接觸器與電感Ltl連接。4)電感Ltl與逆變器串聯(lián)；DSP控制器與逆變器控制管角連接。最后電源化的Α、B、C三相與非線性負(fù)載串聯(lián)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型能對(duì)并聯(lián)混合型有源電力濾波器的無源電力濾波器部分和有源電力濾波器部分起到很好的保護(hù)作用，保障了并聯(lián)混合型有源電力濾波器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和當(dāng)裝置發(fā)生故障時(shí)保障操作人員的人身安全，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中電源Us 1，系統(tǒng)阻抗23 2，非線性負(fù)載3，高壓開關(guān)柜K 4，第一個(gè)隔離開關(guān) K1 5，第η個(gè)隔離開關(guān)Kn 6，第一個(gè)無源電力濾波器組7、第一個(gè)干式放電線圈8-1、第一個(gè)避雷器9-1、第一個(gè)電感L1Ie,第η個(gè)無源電力濾波器組10、第η個(gè)干式放電線圈8_2、第η 個(gè)避雷器9-2、第η個(gè)電感L217，耦合變壓器11，附加電感La 12，接觸器13，電感LtlH,逆變器15，電感L217，DSP控制器18。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的工作原理是隔離開關(guān)和高壓開關(guān)柜之間設(shè)有互鎖回路，無源電力濾波器無源電力濾波器組投切時(shí)，裝置均不帶電，從而保證了人操作裝置時(shí)的安全性。避雷器并聯(lián)于電容器的兩端用來抑制無源電力濾波器無源電力濾波器組上電瞬間電容器上的過電壓。電容器的兩端還接有干式放電線圈，使無源電力濾波器無源電力濾波器組從電力系統(tǒng)中切除后電容器上的剩余電荷迅速釋放。此外，利用干式放電線圈的二次繞組，采用進(jìn)行無源電力濾波器組的差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)電容器發(fā)生故障時(shí)，干式放電線圈的二次繞組末端電壓超過差動(dòng)保護(hù)整定值，繼電器發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，無源電力濾波器無源電力濾波器組跳閘，從而保證了裝置的安全。有源電力濾波器的保護(hù)包括硬件保護(hù)和軟件保護(hù)。硬件上利用電壓、 電流傳感器檢測(cè)附加電感上的電壓、直流側(cè)電容上的電壓和逆變器的輸出電流。當(dāng)各個(gè)電壓、電流值大于相應(yīng)的保護(hù)設(shè)定值時(shí)，接觸器動(dòng)作，有源電力濾波器跳閘，保障裝置安全；軟件上當(dāng)各個(gè)電壓、電流大于相應(yīng)的保護(hù)設(shè)定值時(shí)，DSP控制器發(fā)出脈沖封鎖信號(hào)，使IGBT關(guān)斷，保證了逆變器模塊的安全。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。如圖1所示，1.整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有電源Us 1，系統(tǒng)阻抗& 2，非線性負(fù)載3，高壓開關(guān)柜K4，n個(gè)隔離開關(guān)，第一個(gè)隔離開關(guān)&5、第η個(gè)隔離開關(guān)Κη6，η個(gè)無源電力濾波器組，第一個(gè)無源電力濾波器組7、第η個(gè)無源電力濾波器組10，η個(gè)電感，第一個(gè)電感L1Ie,第η個(gè)電感Ln17，耦合變壓器11，附加電感La 12，接觸器13，電感LtlH,逆變器15和DSP控制器18。其中每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感、干式放電線圈和避雷器，干式放電線圈由電容和放電線圈并聯(lián)組成。2.各部件的連接關(guān)系1)每一個(gè)無源電力濾波器組，如第一個(gè)無源電力濾波器組7的干式放電線圈8-1 和避雷器9-1并聯(lián)后與電感L1Ie連接。2)電源化1的A、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗h 2串接，η個(gè)隔離開關(guān)，第一個(gè)隔離開關(guān) 第η個(gè)隔離開關(guān)Κη6并聯(lián)后再與高壓開關(guān)柜K 4連接，第一個(gè)隔離開關(guān)K1 第η 個(gè)隔離開關(guān)Kn依次與η個(gè)無源電力濾波器組的第一個(gè)電感L1Ie 第η個(gè)電感Ln17連接。3)耦合變壓器11的原邊與第一個(gè)無源電力濾波器組7的干式放電線圈8-1串連， 耦合變壓器11的副邊與附加電感La 12并聯(lián)后通過接觸器13與電感LtlH連接。4)電感Lq14與逆變器15串聯(lián)；DSP控制器18與逆變器15的控制管角連接。最后電源化1的A、B、C三相與非線性負(fù)載3串聯(lián)。隔離開關(guān)和高壓開關(guān)柜之間設(shè)有互鎖回路。只有當(dāng)各組無源電力濾波器無源電力
濾波器隔離開關(guān)Ki、K2.....Kn閉合時(shí)，高壓開關(guān)柜開關(guān)K才可以閉合；只有高壓開關(guān)柜開
關(guān)K斷開時(shí)，各組無源電力濾波器無源電力濾波器隔離開關(guān)Ki、K2.....Kn才可以斷開。無
源電力濾波器無源電力濾波器組投切時(shí)，裝置均不帶電，從而保證了人操作裝置操作時(shí)的安全性。為了抑制無源電力濾波器無源電力濾波器組上電瞬間電容器上的過電壓，在電容器的兩端并聯(lián)了避雷器。此外，為了使無源電力濾波器無源電力濾波器組從電力系統(tǒng)切除后電容器上的剩余電荷迅速釋放，從而有效的防止無源電力濾波器無源電力濾波器組再次合閘時(shí)，由于電容器仍帶有電荷而產(chǎn)生危及設(shè)備安全的合閘過電壓和過電流并確保檢修人員的安全，在電容器的兩端接有干式放電線圈。限于單個(gè)電容器的耐壓水平和工藝制造水平，常常需要將幾個(gè)電容器進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)。當(dāng)串聯(lián)或并聯(lián)的幾個(gè)電容器中某一個(gè)或幾個(gè)發(fā)生故障時(shí)，必須將該組無源電力濾波器無源電力濾波器及時(shí)從電網(wǎng)中切除，避免對(duì)電網(wǎng)和人員造成傷害。為此，利用干式放電線圈二次側(cè)線圈，對(duì)無源電力濾波器無源電力濾波器組的電容器進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)。，有源電力濾波器的保護(hù)包括硬件保護(hù)和軟件保護(hù)。硬件上利用電壓、電流傳感器檢測(cè)附加電感上的電壓、直流側(cè)電容的電壓和逆變器的輸出電流。當(dāng)各個(gè)電壓、電流值大于相應(yīng)的保護(hù)設(shè)定值時(shí)，接觸器動(dòng)作，有源電力濾波器跳閘，保障裝置安全；軟件上當(dāng)各個(gè)電壓、電流大于相應(yīng)的保護(hù)設(shè)定值時(shí)，DSP控制器發(fā)出脈沖封鎖信號(hào)，使IGBT關(guān)斷，保證了逆變器模塊的安全。
權(quán)利要求1. 一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要由無源電力濾波器和有源電力濾波器兩部分組成；無源電力濾波器由η個(gè)無源電力濾波器組構(gòu)成，每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有干式放電線圈、避雷器、電感；有源電力濾波器由DSP控制器、逆變器和電感構(gòu)成；1)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有電源Us、系統(tǒng)阻抗Zs、非線性負(fù)載、高壓開關(guān)柜Κ、η個(gè)無源電力濾波器組、η個(gè)隔離開關(guān)、η個(gè)電感、耦合變壓器、附加電感La、接觸器、電感Ltl、逆變器和DSP控制器，其中每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有電感、干式放電線圈和避雷器，干式放電線圈由電容和放電線圈并聯(lián)組成；2)各部件的連接關(guān)系每一個(gè)無源電力濾波器組的干式放電線圈和避雷器并聯(lián)后與電感連接； 電源Us的Α、B、C三相分別與系統(tǒng)阻抗h串接，η個(gè)隔離開關(guān)并聯(lián)后再與高壓開關(guān)柜連接，隔離開關(guān)K1 隔離開關(guān)Kn依次與η個(gè)無源電力濾波器組的電感L1 電感Ln連接； 耦合變壓器的原邊與第一個(gè)無源電力濾波器組的干式放電線圈串連，耦合變壓器的副邊與附加電感La并聯(lián)后通過接觸器與電感Ltl連接；電感Ltl與逆變器連接；DSP控制器與逆變器控制管角連接； 最后電源化的Α、B、C三相與非線性負(fù)載串聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種并聯(lián)混合型有源電力濾波器保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由無源電力濾波器和有濾波器兩部分組成；無源電力濾波器由n個(gè)無源電力濾波器組構(gòu)成，每一個(gè)無源電力濾波器組設(shè)有干式放電線圈、避雷器、電感；有源電力濾波器由DSP控制器、逆變器和電感構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型能對(duì)并聯(lián)混合型有源電力濾波器的無源電力濾波器部分和有源電力濾波器部分起到很好的保護(hù)作用，保障了并聯(lián)混合型有源電力濾波器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和當(dāng)裝置發(fā)生故障時(shí)保障操作人員的人身安全，具有很好的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02H7/122GK202134891SQ20112027963
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者侯桂兵, 劉路, 劉鵬, 周一勇, 周柯, 孫娟, 寧文輝, 楚紅波, 王凱, 王剛, 王逸超, 羅安, 覃奇, 謝寧, 鄧才波, 高立克 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 廣西電網(wǎng)公司百色供電局, 湖南大學(xué)