基于三次諧波有源濾波的混合型電力濾波裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于三次諧波有源濾波的混合型電力濾波裝置，包括：混合型三次諧波電力有源濾波器1、5次LC無源濾波器組2、7次LC無源濾波器組3、電源側電壓互感器YT、電源側電流互感器CT1、負載側電流互感器CT2、混合型三次諧波電力有源濾波器1側電流互感器CT3；該裝置不僅可以用在三相四線制配電系統中，而且可以用在三相三線制配電系統中。特別適用于系統中存在較大的5、7次諧波，另外，還存在比較多的三次諧波的用電場合。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及基于三次諧波有源濾波的混合型電力濾波裝置，屬于電氣工程
，不僅適用于三相四線制系統，同樣也適用于三相三線制系統。
技術介紹
隨著現代電力電子技術的不斷發展，電力系統中各種非線性負載越來越多，使得電力系統的諧波污染日益嚴重，它導致電源質量明顯下降，影響各種電氣設備的正常工作，對供電線路產生了附加損耗，使電網中的電容器產生諧振，使繼電保護和自動裝置出現誤動作，并使儀表和電能計量出現較大誤差。目前諧波治理裝置主要有兩大類無源濾波裝置和有源濾波裝置。無源濾波裝置是由電抗器、電容器、電阻器構成，具有成本低，技術成熟的特點，但因為它是通過對某些次數的諧波呈現出低阻抗或高阻抗來達到濾波的目的，因此存在著一些明顯的缺陷問題如對諧波電流的濾波效果受電力系統阻抗的影響大；對電網頻率偏移和諧波狀況經常變化的情況濾波效果不好；連接在同一電網中的其他非線形負載所產生的諧波電流有可能流入該濾波器，從而造成過載；電網的系統阻抗和無源濾波器在某些頻率下可能會發生串聯或并聯諧振。有源電力濾波裝置采用了先進的電力電子技術和數字信號處理技術，是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應用可克服無源濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點，實現了動態跟蹤補償，而且可以既濾除諧波電流又補償無功功率。但是由于有源電力濾波裝置存在成本高價格貴，實際使用壽命短的問題，因此，在實際應用中受到了極大的限制。而本技術采用的混合型電力電力濾波裝置能夠很好的解決這個問題，針對三次諧波濾波部分，本技術采用的信號取樣和控制方法與專利號200510022539. 8中國專利技術專利提出的方法不同。陳斌發在“配電變壓器接法對諧波影響的分析”(電網技術-2001年6期P55-P58，作者單位北京供電局)一文中指出“當變壓器接法n0時，相電壓總畸變率超標主要是零序性的3次諧波電壓過高所致，3次諧波電壓由負荷的零序性3次諧波電流產生，并且零序性的3次諧波電流沒有流經變壓器漏抗。當流經變壓器時，只能與380V側漏抗和零序勵磁電抗形成回路(在IOkV側感應的零序電勢不能作用到系統阻抗)。當變壓器結構為三相三柱式時，由于三相零序磁通大小相等、相位相同，因而不能像正序(或負序)主磁通那樣，一相主磁通可以經過另外兩相的鐵芯形成回路，它們被迫經過絕緣介質和外殼形成回路，遇到很大的磁阻。因此，這種變壓器的零序勵磁電抗視為有限值，XmO大致為0. 3 1. 0(遠遠大于漏抗)。3次諧波電流將在此零序勵磁電抗上產生較大的壓降，即為3次諧波電壓，很容易造成電壓總畸變率超標。當變壓器接法為時，IOkV側的變壓器繞組形成3次諧波電流流通的回路，該回路阻抗為變壓器漏抗，遠小于零序勵磁阻抗，因而不會產生較大的3次諧波電壓。”可見，不管配電變壓器是什么接法，由于配電力變壓器外殼必須接地，三次諧波都會形成電流通路，只不過阻抗大小不同，所產生的三次諧波電流大小不同罷了，因此必須考慮三次諧波電流對無功補償和濾波裝置的影響。本技術的裝置很好的解決了這個問題。
技術實現思路
本技術的技術方案包括混合型三次諧波電力有源濾波器1、5次LC無源濾波器組2、7次LC無源濾波器組3、電源側電壓互感器YT、電源側電流互感器CT1、負載側電流互感器CT2、混合型三次諧波電力有源濾波器I側電流互感器CT3。所述的混合型三次諧波電力有源濾波器1:包括DSP主控制電路板，由IGBT半橋和電容半橋組成的逆變電路、2路PWM輸出的IGBT驅動電路和給這個逆變電路提供直流電源的具有限流作用的直流開關電源。所述的5次LC無源濾波器組2 :是由許多組星型接法的有中性點抽頭的5次LC無源濾波器組成，它不僅能濾除5次諧波電流，給系統提供合適的無功功率，還能給三相電流中的零序性的三次電流提供通路。所述的7次LC無源濾波器組3 :是由許多組星型接法的有中性點抽頭的7次LC無源濾波器組成，它不僅能濾除7次諧波電流，給系統提供合適的無功功率，還能給三相電流中的零序性的三次電流提供通路。所述的電源側電壓互感器YT、電源側電流互感器CTl、負載側電流互感器CT2、混合型三次諧波電力有源濾波器I的輸出側電流互感器CT3，由于各側的電流大小不一樣，因此，各個電流互感器的變比不一樣，在設計應用中要把它們折合到同一個基準上。所述的混合型三次諧波電力有源濾波器I中的DSP主控制電路板主要是由DSP、FPGA、ADC轉換器，通訊接口芯片等構成，可以實現的軟件功能模塊有控制系統模塊、數據信號采集模塊、PWM驅動模塊、無功補償控制模塊、溫度檢測模塊、CAN總線通訊模塊、電網電壓同步鎖相控制模塊、人機接口模塊、保護和報警電路等，其中數據信號采集模塊包含有帶隔離的信號調理電路。所述的混合型三次諧波電力有源濾波器的3次諧波基準信號if3是從低壓配電系統負載中三相相電流通過帶通數字濾波器提取出來的3次諧波電流，并用從電源側三相相電流中提取出來的3次諧波電流做了修正，形成了一個完整的閉環控制系統。附圖說明以下通過附圖和實施例對本技術作進一步的描述圖1為本技術原理框圖；圖2為三相電壓同步鎖相控制模塊；圖3為三次諧波電力有源濾波器I的固定頻率的PWM控制方法原理框圖；圖4為無功控制軟件模塊的原理框圖；其中，isa、isb、isc是配電變壓器低壓配電側的三相電流，ila、ilb、ilc是非線性負載的三相電流，if3J是混合型三次諧波電力有源濾波器I的輸出電流，UDU UD2混合型三次諧波電力有源濾波器I的直流電容CD1、CD2上電壓，CONVST是數據信號采集模塊ADC的啟動信號，CONVSTI和C0NVST2是備用信號。具體實施方式本技術所提出的裝置的原理框圖如圖1所示，首先，三相電壓信號Ua、Ub、Uc通過由FPGA和鎖相環PLL芯片構成的電網電壓同步鎖相控制模塊，分別產生一個數字化了的10位的頻率為基波頻率1024倍的ADC啟動信號CONVST和二個功能一致的備用信號CONVST1、C0NVST2 (完全保證ADC和DSP的可靠工作)(見圖2)，主控制電路板上的ADC芯片有了啟動信號CONVST后就開始不斷的進行采樣保持和轉換，轉換結束后發出EOC信號通知DSP讀取ADC的轉換結果。這樣，電源側電流互感器CTl上的三相電流isa、isb、isc和負載側電流互感器CT2上的三相電流ila、ilb、I1。及電流互感器CT3上的電流if3j分別經過相應的信號調理電路后送到相應的ADC轉換器的輸入端，經過ADC轉換成相應的數字量，并由DSP讀取。然后，如圖3所示，DSP根據ADC的轉換結果，采用IIR數字濾波技術，可以分別計算出負載側的3次諧波電流is3a、is3b、is3c,5次諧波電流is5a、is5b、is5c和7次諧波電流iS7a> iS7b> is7。，和電源側的3次諧波電流i13a、i13b、i13c;,5次諧波電流i15a、i15b、i15c和7次諧波電流i17a、i17b、i17。，這樣就可以得到混合型三次諧波電力有源濾波器I所需要的3次諧波基準信號if3 = i13a+i13b+ii3c ;由于混合型三次諧波電力有源濾波器I不可能百分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于三次諧波有源濾波的混合型電力濾波裝置，其特征在于，包括：混合型三次諧波電力有源濾波器(1)、5次LC無源濾波器組(2)、7次LC無源濾波器組(3)、電源側電壓互感器(YT)、電源側電流互感器(CT1)、負載側電流互感器(CT2)、混合型三次諧波電力有源濾波器(1)側電流互感器(CT3)。

【技術特征摘要】
1.一種基于三次諧波有源濾波的混合型電力濾波裝置，其特征在于，包括混合型三次諧波電力有源濾波器(1)、5次LC無源濾波器組(2)、7次LC無源濾波器組(3)、電源側電壓互感器(YT)、電源側電流互感器(CTl)、負載側電流互感器(CT2)、混合型三次諧波電力有源濾波器(I)側電流互感器(CT3)。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，混合型三次諧波電力有源濾波器(I)的3 次諧波基準信號(if3)是從低壓配電系統負載中三相相電流通過帶通數字濾波器提取出來的3次諧波電流，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭文兵，鄭姝祺，
申請(專利權)人：上海潤玨機電科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：