一種電流注入式無功補償和諧波治理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其創(chuàng)新點在于：包括一并聯(lián)在電網(wǎng)中并位于負載側(cè)前側(cè)的主回路，主回路由斷路器QF1、主交流接觸器KM2、電抗器L和PMW逆變電路依次串聯(lián)構(gòu)成；一保護電路，主要包括與主交流接觸器KM2并聯(lián)的預(yù)充電電路；一檢測電路，包括多個接入計算機控制芯片組的電流傳感器和電壓傳感器；以及一與主回路連接的計算機控制芯片組。本實用新型的優(yōu)點在于：由檢測電路檢測出被補償對象電流中的諧波和無功等電流分量，送入計算機控制芯片組，由指令信號驅(qū)動PMW的逆變電路產(chǎn)生無功補償和諧波治理電流。
【專利說明】一種電流注入式無功補償和諧波治理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種諧波治理裝置，特別涉及一種電流注入式無功補償和諧波治
理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著工業(yè)生產(chǎn)水平和人民生活水平的提高，電網(wǎng)裝機容量的也飛速增長，對電網(wǎng)無功功率的需求也與日俱增。無功功率同有功功率一樣，是保證電能質(zhì)量不可分割的一部分，電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功功率的平衡，否則將會引起功率因數(shù)異常、電壓波動、設(shè)備損壞等情況，嚴(yán)重時會使系統(tǒng)電壓崩潰、解列，造成大面積停電事故。因此，解決電網(wǎng)的無功功率平衡，加裝無功補償裝置，提高網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)對電網(wǎng)的降損、節(jié)點、安全可靠運行和保障電能質(zhì)量有著極為重要的意義。
[0003]而電能質(zhì)量的好壞，直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，非線性用電設(shè)備在電網(wǎng)中大量投運，造成了電網(wǎng)的諧波分量占的比重越來越大。它不僅增加了電網(wǎng)的供電損耗，而且干擾電網(wǎng)的保護裝置與自動化裝置的正常運行，造成了這些裝置的誤動與拒動，直接威脅電網(wǎng)的安全運行。因此我們對非線性用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波必須進行治理，使諧波分量不超過國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]目前的電能質(zhì)量處理設(shè)備中，諧波治理與無功補償均分開設(shè)置，整個設(shè)備體積龐大，耗材多，造價高。也有部分采用文獻提出了將兩者同步進行的處理概念，但僅僅停留在思路上，經(jīng)檢索未發(fā)現(xiàn)與本實用新型技術(shù)方案相同的無功補償和諧波治理裝置。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊的電流注入式無功補償和諧波治理裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為:一種電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其創(chuàng)新點在于:所述裝置包括一并聯(lián)在電網(wǎng)中并位于負載側(cè)前側(cè)的主回路，所述主回路由斷路器QFl、主交流接觸器KM2、電抗器L和PMW逆變電路依次串聯(lián)構(gòu)成；PMW逆變電路包括四路相互并聯(lián)設(shè)置的IGBT輸出回路，與四路IGBT輸出回路并聯(lián)的四個金屬化薄膜電容，以及一個IGBT驅(qū)動電路，IGBT輸出回路由兩個IGBT晶體管串聯(lián)后并聯(lián)吸收電容組成；一保護電路，主要包括與主交流接觸器KM2并聯(lián)的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路由接觸器KMl與功率電阻R串聯(lián)構(gòu)成；一檢測電路，包括多個接入計算機控制芯片組的電流傳感器和電壓傳感器，由用于檢測電網(wǎng)中電流參數(shù)的電流傳感器CT1、CT2、CT3，用于檢測電網(wǎng)中補償后電流參數(shù)的電流傳感器CT7、CT8、CT9，用于檢測PMW逆變電路輸出補償電流的霍爾傳感器CT4、CT5、CT6，以及用于檢測電網(wǎng)電壓參數(shù)的霍爾傳感器PT1、PT2組成；一與主回路連接的計算機控制芯片組；由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、調(diào)理電路以及各檢測電路輸入接口、IGBT驅(qū)動電路接口、保護電路接口和電源接口組成。
[0007]優(yōu)選的，所述PMW逆變電路還包括一母線電壓檢測電路，該母線電壓檢測電路為一個LV25霍爾電壓傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述PMW逆變電路還包括一用于釋放金屬化薄膜電容電壓的電阻放電回路，該電阻放電回路與金屬化薄膜電容并聯(lián)。
[0009]優(yōu)選的，所述裝置還包括用于對PMW逆變電路和電抗器散熱的風(fēng)扇控制電路。
[0010]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0011]由檢測電路檢測出被補償對象電流中的諧波和無功等電流分量，送入計算機控制芯片組，先經(jīng)過調(diào)理電路對信號平緩、整波，再由FPGA芯片進行引腳分配，選擇進入ARM芯片、DSP控制器進行運算處理，并給出指令信號，由指令信號驅(qū)動PMW的逆變電路產(chǎn)生無功補償和諧波治理電流。保護電路用于對上述整個工作回路中的元器件的保護。母線電壓檢測電路，可防止金屬化薄膜電容的電壓過高引起的電容故障，保證電容在安全范圍內(nèi)工作，提高安全可靠性。風(fēng)扇控制電路能夠?qū)MW逆變電路和電抗器散熱，裝置散熱良好，確保正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型中電流注入式無功補償和諧波治理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實用新型中PMW逆變電路原理圖。
[0014]圖3為本實用新型中PMW逆變電路IGBT驅(qū)動電路的接線圖。
[0015]圖4為本實用新 型中風(fēng)扇控制電路和急?？刂齐娐返脑韴D。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型中的電流注入式無功補償和諧波治理裝置包括一并聯(lián)在電網(wǎng)I中并位于負載側(cè)前側(cè)的主回路2，該主回路2由斷路器QFl、主交流接觸器KM2、電抗器Lf L3和PMW逆變電路3依次串聯(lián)構(gòu)成。
[0017]如圖2、3所示，PMW逆變電路3包括四路相互并聯(lián)設(shè)置的IGBT輸出回路，與四路IGBT輸出回路并聯(lián)的四個金屬化薄膜電容CfC4，以及一個IGBT驅(qū)動電路7，IGBT輸出回路由兩個IGBT晶體管串聯(lián)后并聯(lián)吸收電容C5~C8組成。
[0018]作為本實用新型更具體的實施方式，PMW逆變電路還包括一母線電壓檢測電路4，該母線電壓檢測電路4為一個LV25霍爾電壓傳感器。
[0019]PMW逆變電路還包括一用于釋放金屬化薄膜電容電壓的電阻放電回路5，該電阻放電回路5與金屬化薄膜電容Cf C4并聯(lián)。
[0020]作為本實用新型更具體的實施方式，電抗器Lf L3為0.15^0.75mH，金屬化薄膜電容Cl~C4為470 uF ;吸收電容C5~C8為3 uF。
[0021]一保護電路，主要包括與主交流接觸器KM2并聯(lián)的預(yù)充電電路6，預(yù)充電電路6由接觸器KMl與功率電阻R串聯(lián)構(gòu)成。
[0022]一檢測電路，包括多個接入計算機控制芯片組的電流傳感器和電壓傳感器，由用于檢測電網(wǎng)中電流參數(shù)的電流傳感器CT1、CT2、CT3，用于檢測電網(wǎng)中補償后電流參數(shù)的電流傳感器CT7、CT8、CT9，用于檢測PMW逆變電路輸出補償電流的霍爾傳感器CT4、CT5、CT6，以及用于檢測電網(wǎng)電壓參數(shù)的霍爾傳感器PTl、PT2組成。
[0023]一與主回路連接的計算機控制芯片組10 ;由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、調(diào)理電路以及各檢測電路輸入接口、IGBT驅(qū)動電路接口、保護電路接口和電源接口組成。
[0024]如圖4所示，裝置還包括用于對PMW逆變電路和電抗器散熱的風(fēng)扇控制電路8，以及急?？刂齐娐?。
[0025]工作原理:由檢測電路檢測出被補償對象電流中的諧波和無功等電流分量，送入計算機控制芯片組，先經(jīng)過調(diào)理電路對信號平緩、整波，再由FPGA芯片進行引腳分配，選擇進入ARM芯片、DSP控制器進行運算處理，并給出指令信號，由指令信號驅(qū)動PMW的逆變電路產(chǎn)生無功補償和諧波治理電流。保護電路用于對上述整個工作回路中的元器件的保護。
[0026]利用風(fēng)扇控制電路8對整個裝置的主要發(fā)熱器件進行散熱，確保元器件的正常工作，而急停控制電路9的設(shè)置能夠確保設(shè)備異常后緊急停機，避免損壞或引起事故。
【權(quán)利要求】
1.一種電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其特征在于:所述裝置包括 一并聯(lián)在電網(wǎng)中并位于負載側(cè)前側(cè)的主回路，所述主回路由斷路器QF1、主交流接觸器KM2、電抗器L和PMW逆變電路依次串聯(lián)構(gòu)成；PMW逆變電路包括四路相互并聯(lián)設(shè)置的IGBT輸出回路，與四路IGBT輸出回路并聯(lián)的四個金屬化薄膜電容，以及一個IGBT驅(qū)動電路，IGBT輸出回路由兩個IGBT晶體管串聯(lián)后并聯(lián)吸收電容組成； 一保護電路，主要包括與主交流接觸器KM2并聯(lián)的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路由接觸器KMl與功率電阻R串聯(lián)構(gòu)成； 一檢測電路，包括多個接入計算機控制芯片組的電流傳感器和電壓傳感器，由用于檢測電網(wǎng)中電流參數(shù)的電流傳感器CT1、CT2、CT3，用于檢測電網(wǎng)中補償后電流參數(shù)的電流傳感器CT7、CT8、CT9，用于檢測P麗逆變電路輸出補償電流的霍爾傳感器CT4、CT5、CT6，以及用于檢測電網(wǎng)電壓參數(shù)的霍爾傳感器PT1、PT2組成； 一與主回路連接的計算機控制芯片組；由ARM芯片、DSP控制器、FPGA芯片、調(diào)理電路以及各檢測電路輸入接口、IGBT驅(qū)動電路接口、保護電路接口和電源接口組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其特征在于:所述PMW逆變電路還包括一母線電壓檢測電路，該母線電壓檢測電路為一個LV25霍爾電壓傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其特征在于:所述PMW逆變電路還包括一用于釋放金屬化薄膜電容電壓的電阻放電回路，該電阻放電回路與金屬化薄膜電容并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流注入式無功補償和諧波治理裝置，其特征在于:所述裝置還包括用于對PMW逆變電路和電抗器散熱的風(fēng)扇控制電路。
【文檔編號】H02J3/18GK203690933SQ201320878819
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】殷曉華, 沙晨晨, 趙余仁 申請人:如皋市圖騰電力科技有限公司