一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置。
【背景技術】
[0002]在電力系統中，為減少配電網向負載提供大量無功電流和補償諧波而造成功率損耗，在各受電點(如低壓變壓器和大型用電設備安裝處)均需配置相應電壓等級的無功補償和諧波治理裝置，功率因數較低的工礦、企業、居民區是必須安裝無功補償裝置的，大型異步電機、變壓器、電焊機、壓力機等設備也常常需要安裝無功補償裝置，以提高電網輸電能力和電能利用率，改善用電狀況，節約能源。
[0003]目前各個廠家所采用的無功補償和諧波治理主要晶閘管投切電容器(TSC)、有源電力濾波器(APF)模塊等等。TSC是由一個控制器通過晶閘管開關來控制多個電容器實現無功補償的原理，整個裝置體積過大，安裝和維護不方便，當控制器出現故障，整個裝置就無法補償無功；
[0004]TSC擴容不方便，不能很好的滿足實際的需要；控制系統可靠性低，并且對設計制造，運行管理的技術要求較高也是其一大缺點。
[0005]單獨的有源電力濾波器(APF)模塊只能治理諧波，不能補償無功，而在我們的供電系統中不但有諧波電流存在，無功在電網中也時時存在。
[0006]電網中單獨安裝電容補償時，投切電容時會影響諧波在電網中的傳播，甚至會引起諧波的放大和諧振，當電網諧波大時，會出現電容爆炸，引發一系列的事故，危及人身安全。
[0007]通過網上檢索得知，關于TSC與有源電力濾波器模塊(APF)的組合裝置存在，但它的實現原理只是簡單的將TSC與APF機械的組裝在一個柜體里，TSC與有源濾濾器獨立工作，并且上述TSC的缺點依然存在，安裝和維護不方便，運行可靠度低。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型公開目的是解決上述現有無功補償裝置的局限性，提供一種在補償無功的同時，又能有效治理諧波問題，還能有效改善電能質量，達到節能減排目的，最終有效降低能源損耗的模塊化的諧波治理及無功補償裝置。
[0009]本實用新型包括有源電力濾波器模塊組與智能電容器模塊組、電網電流采樣互感器TAl、負載電流采樣互感器TA2以及人機交互模塊；所述的智能電容器模塊組與所述的有源電力濾波器模塊組的兩端相互并聯，其中一端接入電網，另一端通過485通信總線相連；所述的電網電流采樣互感器TAl和負載電流采樣互感器TA2通過串聯方式接到所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組；所述的人機交互模塊通過485通信總線連接所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組。
[0010]采用以上結構后，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:
[0011]本實用新型涉及一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置，采用有源電力濾波器模塊組與智能電容器模塊組組合的方式，負載側的諧波電流先經過有源電力濾波器模塊組過濾諧波，然后通過智能電容器模塊組再進行無功補償，避免了在無功補償時對電網諧波的放大，提高了電網電能的質量。本實用新型結構簡單、操作方便、自動化程度較高，采用模塊化設計，最大限度提高用戶穩定性，模塊化產品實現元器件式理念，設計聯絡方便、可與多種柜體配合使用，模塊化產品設計讓維護更為便利。
[0012]一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置根據容量配置組合靈活，安裝方便，擴容方便，便于維護；一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置的保護功能齊全，具備過欠壓、過流、過溫等一系列保護。本實用新型提供了一種在補償無功的同時，又能有效治理諧波問題，還能有效改善電能質量，達到節能減排目的，最終有效降低能源損耗的模塊化的諧波治理及無功補償裝置。
[0013]作為改進，所述的智能電容器模塊組包括至少兩個智能電容器模塊，所述的智能電容器模塊之間相互并聯。所述的智能電容器模塊組可以將電容按需投切，容量相同的電容器采用循環投切原則，避免對同一臺反復投切影響其壽命；
[0014]作為改進，所述的有源電力濾波器模塊組包括至少兩個有源電力濾波器模塊，所述的有源電力濾波器模塊之間相互并聯。有源電力濾波器模塊組可包括不同容量的模塊，滿足不同容量的需求。
[0015]一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置通過485接口組成統一智能通信網絡，裝置在開機上電時每個模塊是沒有主從之分，需要通過自動識別競爭主機來區分主從，確保網絡內只有一臺主機。通過主機來采集其余從機的信息，形成智能通信的信息列表，最終根據無功調度要求準確控制網絡的無功補償功能。無論任何一臺模塊發生故障，都可自動退出運行，剩余模塊組成新的網絡正常運行。模塊化產品還能夠滿足各種容量需求；一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置根據容量配置組合靈活，安裝方便，擴容方便，便于維護；一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置的保護功能齊全，具備過欠壓、過流、過溫等一系列保護。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖1所示本實用新型包括有源電力濾波器模塊組與智能電容器模塊組、電網電流采樣互感器TAl、負載電流采樣互感器TA2以及人機交互模塊；所述的智能電容器模塊組與所述的有源電力濾波器模塊組的兩端相互并聯，其中一端接入電網，另一端通過485通信總線相連；所述的電網電流采樣互感器TAl和負載電流采樣互感器TA2通過串聯方式接到所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組；所述的人機交互模塊通過485通信總線連接所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組。所述的智能電容器模塊組包括至少兩個智能電容器模塊，所述的智能電容器模塊之間相互并聯。所述的有源電力濾波器模塊組包括至少兩個有源電力濾波器模塊，所述的有源電力濾波器模塊之間相互并聯。
[0019]其中，所述的人機交互模塊是以一套以嵌入式CPU為核心的高性能一體化觸摸屏控制器，可實現對設備運行參數進行設置、讀取和記錄功能，并實時與后臺進行通訊。實時顯示功率信息、補償前后數據、波形圖，控制及監控APF與智能電容器模塊工作狀態，靈活實現不同容量APF和智能電容器模塊的組合模式；另外還可對各組電容器運行時間、各組電容器投切次數、設備運行時長、歷史操作、歷史警告、APF運行投切情況進行記錄；人機交互模塊可提供多重保護功能、補償模式設定功能、遠程通訊功能。
[0020]所述的有源電力濾波器模塊組對系統中的諧波進行處理，流入電容器的諧波很少；有源電力濾波器模塊組采用模塊化設計結構，根據需求并機，組裝方便；有源電力濾波器模塊組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，實現了動態跟蹤補償諧波；有源電力濾波器模塊組有25-100A五種容量模塊，任意容量組合并機，滿足不同容量需求，任意模塊都能實現所有功能，某一模塊出現問題，其余模塊能夠正常運行，以保障系統安全運行的連續性。
[0021]所述的智能電容器模塊組以模塊化的形式，采用先進微電子軟硬件技術，將DSP測控單元與三相同步開關完美結合起來，實現對低壓電力電容器的等電壓投入、電流過零切除。智能電容器模塊組由多個智能電容器模塊組成，包括有三相補償智能電容和分相補償智能電容。
[0022]所述的有源電力濾波器模塊組和智能電容器模塊組采用并聯架構接入電網中，電網電流采樣互感器TAl連接人機界面，檢測裝置正常工作前后對電網側無功補償及諧波治理的效果。所述的負載電流采樣互感器TA2通過串聯方式接到智能電容器模塊組及有源電力濾波器模塊組，判斷無功電流的大小，控制有源電力濾波器模塊和智能電容器模塊的輸出。
[0023]本實用新型利用智能電容器模塊補償提供無功功率、有源電力濾波器模塊進行諧波治理具有諸多優點，如不會與系統發生諧振；保證系統功率因數達到0.99以上，諧波治理效果好；可快速相應跟蹤負載變化；產品使用壽命高、故障率低、后期維護成本低。
[0024]本實用新型一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置采用智能通訊，有源電力濾波器模塊組和智能電容器模塊組組成同一網絡，協同工作，某一模塊損壞不影響系統功能，提高工作效率。
[0025]本實用新型充分結合智能電容器模塊和有源電力濾波器模塊的優勢，提供最高性價比無功補償及諧波治理解決方案，充分滿足用戶需求。
[0026]以上僅就本實用新型的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本實用新型不僅限于以上實施例，凡在本實用新型獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置，其特征在于:包括有源電力濾波器模塊組與智能電容器模塊組、電網電流采樣互感器TA1、負載電流采樣互感器TA2以及人機交互模塊；所述的智能電容器模塊組與所述的有源電力濾波器模塊組的兩端相互并聯，其中一端接入電網，另一端通過485通信總線相連；所述的電網電流采樣互感器TAl和負載電流采樣互感器TA2通過串聯方式接到所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組；所述的人機交互模塊通過485通信總線連接所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組。2.根據權利要求1所述的一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置，其特征在于:所述的智能電容器模塊組包括至少兩個智能電容器模塊，所述的智能電容器模塊之間相互并聯。3.根據權利要求1所述的一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置，其特征在于:所述的有源電力濾波器模塊組包括至少兩個有源電力濾波器模塊，所述的有源電力濾波器模塊之間相互并聯。
【專利摘要】本實用新型一種模塊化的諧波治理及無功補償裝置包括有源電力濾波器模塊組與智能電容器模塊組、電網電流采樣互感器TA1、負載電流采樣互感器TA2以及人機交互模塊；所述的智能電容器模塊組與所述的有源電力濾波器模塊組的兩端相互并聯，其中一端接入電網，另一端通過485通信總線相連；所述的電網電流采樣互感器TA1和負載電流采樣互感器TA2通過串聯方式接到所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組；所述的人機交互模塊通過485通信總線連接所述的智能電容器模塊組和有源電力濾波器模塊組，提供了一種在補償無功的同時，又能有效治理諧波問題，還能有效改善電能質量，達到節能減排目的，最終有效降低能源損耗的模塊化的諧波治理及無功補償裝置。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN204696691
【申請號】CN201520471653
【發明人】黃海宇, 李幫家, 魏平, 王國安, 王莉, 馬慶華
【申請人】杭州得誠電力科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月3日