中控室電源諧波無功一體柜的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于電網(wǎng)系統(tǒng)領域，具體涉及一種中控室電源諧波無功一體柜。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波電流的出現(xiàn)，對于電力系統(tǒng)運行是一種"污染"，它們降低了系統(tǒng)電壓正弦波形的質(zhì)量，不但嚴重地影響電力系統(tǒng)自身，而且還危及用戶和周圍的通信系統(tǒng)。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(yè)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(guān)注和重視。而減小諧波影響的技術(shù)措施可以從兩方面入手:一是從諧波源出發(fā)，減少諧波的產(chǎn)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(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單，但其濾波效果依賴于系統(tǒng)阻抗特性，并容易受溫度漂移、網(wǎng)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(jīng)濟和占地面積方面的考慮，濾波器個數(shù)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(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Σ煌笮『皖l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(xiàn)了動態(tài)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(guān)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(shù)優(yōu)勢，因此越來越受到人們的關(guān)注。但是，本實用新型的發(fā)明人經(jīng)過研宄發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)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(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種可以對無功進行補償?shù)闹锌厥译娫粗C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(tài)無功量大，且存在一定諧波的場所。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)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(nèi)設有電流檢測模塊、信號處理模塊、PWM信號發(fā)生器和IGBT逆變器；其中，
[0007]電流檢測模塊，對與外部電網(wǎng)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(fā)生器，根據(jù)信號處理模塊的計算結(jié)果，產(chǎn)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(jù)PWM信號發(fā)生器產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)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(nèi)的電流檢測模塊實時檢測負載電流，通過內(nèi)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(jù)PWM信號發(fā)生器產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)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(nèi)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(fā)生器；4、IGBT逆變器；10、電網(wǎng)；20、負載。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)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(fā)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(nèi)設有電流檢測模塊1、信號處理模塊2、PWM信號發(fā)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(wǎng)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(fā)生器3，根據(jù)信號處理模塊2的計算結(jié)果，產(chǎn)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(jù)PWM信號發(fā)生器3產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)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(nèi)的電流檢測模塊實時檢測負載電流，通過內(nèi)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(jù)PWM信號發(fā)生器產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)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(wǎng)側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成小電流來供二次側(cè)的測量裝置使用，實現(xiàn)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(fā)生器3輸出的PWM(Pulse Width Modulat1n,脈沖寬度調(diào)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(fā)IGBT逆變器產(chǎn)生一個和負載無功電流相抵消的無功補償電流，以及產(chǎn)生一個和負載產(chǎn)生的諧波大小相等，相位相反的低次諧波電流注入到電網(wǎng)中，實現(xiàn)動態(tài)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(chǎn)生的和負載產(chǎn)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(xiàn)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(nèi)各個模塊工作時產(chǎn)生的熱量進行擴散，以免柜體內(nèi)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(cè)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(wǎng)中時，其諧波消除率可達到95%以上，功率因數(shù)可以提高到0.92以上，對各行各業(yè)的供電系統(tǒng)的電能質(zhì)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(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)，直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領域，均同理在本實用新型的專利保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)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(nèi)設有電流檢測模塊、信號處理模塊、PWM信號發(fā)生器和IGBT逆變器；其中， 電流檢測模塊，對與外部電網(wǎng)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(fā)生器，根據(jù)信號處理模塊的計算結(jié)果，產(chǎn)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(jù)PWM信號發(fā)生器產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)無功補償和諧波濾除。2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)設有：電流檢測模塊，對與外部電網(wǎng)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(fā)生器，根據(jù)信號處理模塊的計算結(jié)果，產(chǎn)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(jù)PWM信號發(fā)生器產(chǎn)生的PWM控制信號，通過IGBT開關(guān)斷作用產(chǎn)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(xiàn)動態(tài)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?qū)崿F(xiàn)動態(tài)無功補償和諧波濾波。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN204696687
【申請?zhí)枴緾N201520392558
【發(fā)明人】沙玉峰
【申請人】重慶酷能節(jié)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