專利名稱：諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路。
背景技術(shù)：
電能是現(xiàn)代社會生產(chǎn)和人民生活中必不可少的重要能源，現(xiàn)有的有源電力濾波器 APF和無源濾波器PPF相結(jié)合的混合有源電力濾波器中，并聯(lián)APF+并聯(lián)PPF型缺點是APF 容量較大，電網(wǎng)和APF以及APF和PPF之間存在諧波通道，存在諧振的可能，且該裝置對電網(wǎng)端諧波電壓敏感，只適合電流源型諧波負(fù)載。并聯(lián)PPF+與其串聯(lián)的APF型缺點仍是對電網(wǎng)端諧波電壓敏感，只適合電流源型諧波負(fù)載。串聯(lián)APF+并聯(lián)PPF型缺點是由于APF的串入需要加入耦合變壓器，連接和維修不方便，且引入了負(fù)載電壓的畸變。串聯(lián)APFl+與并聯(lián) PPF相串聯(lián)的APF2型由于采用了兩個APF，成本很高，較難廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，供電系統(tǒng)中增加了大量的非線性負(fù)載，例如變壓器中主負(fù)荷為大功率變頻電機(jī)，產(chǎn)生的諧波電壓、諧波電流特別嚴(yán)重，注入公共連接點的諧波嚴(yán)重超標(biāo)，通過檢測發(fā)現(xiàn)，電路第5、7、11次諧波電流特別嚴(yán)重，并造成變壓器附加變熱，溫升超標(biāo)，功率損耗增大，噪聲增大，變壓器出力下降，同時對系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路，能夠解決經(jīng)濟(jì)有效的治理電網(wǎng)諧波，進(jìn)而解決由此引起的變壓器附加變熱，溫升超標(biāo)，功率損耗增大，噪聲增大，變壓器出力下降，同時對系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成威脅的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是提供一種諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路，包括無功補(bǔ)償電路及諧波治理電路，所述無功補(bǔ)償電路與諧波治理電路串聯(lián)，所述無功補(bǔ)償電路包括并聯(lián)的第一組晶閘管投切電容器和第二組晶閘管投切電容器， 所述諧波治理電路包括并聯(lián)的三組不同頻段的濾波器，分別濾除第5、7、11次諧波。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述第一、第二組晶閘管投切電容器均包括三組并聯(lián)支路，所述支路包括一晶間管、一二極管、一補(bǔ)償電容和一補(bǔ)償電阻，所述晶間管和二極管反并聯(lián)構(gòu)成晶閘管閥組，所述補(bǔ)償電容和補(bǔ)償電阻串聯(lián)并且并聯(lián)于晶閘管閥組。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述三組并聯(lián)支路分別接入電網(wǎng)的三相中。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述每組頻段的濾波器均包括三組并聯(lián)的LC濾波器，所述第5次和第7次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第一電容和第一電感，所述第一電容上并聯(lián)第二電感，所述第11次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第二電容和第三電感，所述每組 LC濾波電路均串接于晶閘管投切電容器的每組支路。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述LC濾波電路中的濾波電容器是全膜電容器。在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述LC濾波電路中的濾波電感器是帶鐵芯電感器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明以低成本高可靠性的無源LC濾波為主，采用3頻濾波回路，來吸收5、7、11次及以上次數(shù)的諧波，另外電路采用動態(tài)無功補(bǔ)償電路，實現(xiàn)電路裝置實施快速動態(tài)響應(yīng)補(bǔ)償，從而經(jīng)濟(jì)而又有效的消除了由諧波引起的安全隱患，功率因數(shù)也達(dá)到國家要求，確保了系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，解決了干燥工段供電設(shè)備由于諧波集膚效應(yīng)引起的各種繼電系統(tǒng)和導(dǎo)線發(fā)熱等一系列問題，有效降低了供電設(shè)備的損耗，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路的工作電路附圖中各部件的標(biāo)記如下動態(tài)無功補(bǔ)償電路1、第一組晶閘管投切電容器11、第二組晶閘管投切電容器12、諧波治理電路2、第5次濾波器21、第7次濾波器22、第11次濾波器 23。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1，本發(fā)明實施例包括動態(tài)無功補(bǔ)償電路1和諧波治理電路2，動態(tài)無功補(bǔ)償電路1和諧波治理電路2串聯(lián)接入電網(wǎng)。動態(tài)無功補(bǔ)償電路1包括第一組晶閘管投切電容器11和第二組晶閘管投切電容器12，諧波治理電路2包括第5次濾波器21、第7次濾波器22和第11次濾波器23，動態(tài)無功補(bǔ)償電路1由第一組晶閘管投切電容器11和第二組晶閘管投切電容器12并聯(lián)組成，一晶閘管和一二極管反并構(gòu)成的晶閘管閥組和補(bǔ)償電容電阻并聯(lián)組成一支路，三組支路并聯(lián)構(gòu)成一組晶閘管投切電容器11，三組支路分別接入電網(wǎng)的三相中，無功補(bǔ)償電路降低了負(fù)荷的電流波形總畸變率，并且使功率因數(shù)達(dá)到國家要求，大大降低了電網(wǎng)損耗。進(jìn)一步，諧波治理電路2包括并聯(lián)的三組不同頻段的第5次濾波器21、第七次濾波器22、第11次濾波器23，分別濾除第5、7、11次諧波，每組頻段的濾波器包括三組并聯(lián)的 LC濾波器，第5次和第7次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第一電容和第一電感，第一電容上并聯(lián)第二電感，第11次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第二電容和第三電感，每組LC濾波電路串接于晶閘管投切電容器的每組支路，諧波處理電路采用低成本高可靠性的無源LC濾波電路來分別吸收第5、7、11次及以上的諧波，具有極高的吸收率，解決了諧波電流會使電機(jī)壽命減小和影響其他電力用戶的問題。進(jìn)一步，LC濾波電路中的濾波電容器是全膜電容器，當(dāng)過電壓產(chǎn)生時，電容器不擊穿，并自動將瞬間過壓的能量釋放，具有過電壓保護(hù)性能；當(dāng)電流超出允許值時，電容器內(nèi)部壓力保險將切斷電源，具有過流、過熱保護(hù)性能。進(jìn)一步，LC濾波電路中的濾波電感器采用取向硅晶片且具有合理的氣隙，具有良好的線性，并且具有溫度保護(hù)的作用。進(jìn)一步，該電路對于5、7、11次諧波電流吸收率達(dá)到70%，相應(yīng)次數(shù)的諧波電壓滿足GB/T14549-93要求，響應(yīng)時間最小為20ms，補(bǔ)償?shù)钠骄β室驍?shù)彡0. 95，彡1. 00。補(bǔ)償過程中電網(wǎng)電壓波動滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/12326-90要求。進(jìn)一步，電路中采用的濾波電容器的線電流密度為0. 12A/米，課承受沖擊短路電流能力為60A，使用環(huán)境溫度為-25°C到+55°C，溫度系數(shù)為0. 015%,以環(huán)境溫度20°C為基準(zhǔn)，溫度從-20°C到+55°C，其電容量變化不超過±0.006，電容損耗小于0.001 (tg5 ),電容量年衰退率不大于0. 02%。進(jìn)一步，電路中采用的濾波電感器采用變流換位工藝及抽真空浸漬，單個電抗的運(yùn)行噪音，在工頻時<45db，在諧波環(huán)境下<55db。該主變諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路的工作過程如下當(dāng)電路檢測到驅(qū)動信號后，晶閘管閥組中二極管先導(dǎo)通，電路給補(bǔ)償電容器充電，使補(bǔ)償電容器兩端電壓達(dá)到電路電壓的峰值，再當(dāng)晶閘管兩端電壓過零時觸發(fā)導(dǎo)通，從而實現(xiàn)濾波器的快速投入和切除，當(dāng)通過的電流為零時晶閘管截止，濾波器停止投切和切除。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，該諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路采用無源LC濾波器和動態(tài)無功補(bǔ)償器，不僅能夠動態(tài)補(bǔ)償負(fù)荷所消耗的無功功率，還能吸收負(fù)荷所產(chǎn)生的大量諧波電流。以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路，其特征在于，包括無功補(bǔ)償電路及諧波治理電路，所述無功補(bǔ)償電路與諧波治理電路串聯(lián)，所述無功補(bǔ)償電路包括并聯(lián)的第一組晶閘管投切電容器和第二組晶閘管投切電容器，所述諧波治理電路包括并聯(lián)的三組不同頻段的濾波器，分別濾除第5、7、11次諧波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波處理電路，其特征在于所述第一、第二組晶間管投切電容器均包括三組并聯(lián)支路，所述支路包括一晶間管、一二極管、一補(bǔ)償電容和一補(bǔ)償電阻，所述晶閘管和二極管反并聯(lián)構(gòu)成晶閘管閥組，所述補(bǔ)償電容和補(bǔ)償電阻串聯(lián)并且并聯(lián)于晶閘管閥組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波處理電路，其特征在于所述三組并聯(lián)支路分別接入電網(wǎng)的三相中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波處理電路，其特征在于所述每組頻段的濾波器均包括三組并聯(lián)的LC濾波器，所述第5次和第7次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第一電容和第一電感，所述第一電容上并聯(lián)第二電感，所述第11次的每組LC濾波器包括串聯(lián)的第二電容和第三電感，所述每組LC濾波電路均串接于晶閘管投切電容器的每組支路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波處理電路，其特征在于所述LC濾波電路中的濾波電容器是全膜電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)無功補(bǔ)償和諧波處理電路，其特征在于所述LC濾波電路中的濾波電感器是帶鐵芯電感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種諧波治理及動態(tài)無功補(bǔ)償電路，包括無功補(bǔ)償電路及諧波治理電路，無功補(bǔ)償電路與諧波治理電路串聯(lián)，無功補(bǔ)償電路包括并聯(lián)的第一組晶閘管投切電容器和第二組晶閘管投切電容器，諧波治理電路包括并聯(lián)的三組不同頻段的濾波器，分別濾除第5、7、11次諧波。本發(fā)明能夠經(jīng)濟(jì)而又有效的消除了由諧波引起的安全隱患，功率因數(shù)也達(dá)到國家要求，確保了電路的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，解決了干燥工段供電設(shè)備由于諧波集膚效應(yīng)引起的各種繼電電路和導(dǎo)線發(fā)熱等一系列問題，有效降低了供電設(shè)備的損耗，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。
文檔編號H02J3/18GK102354979SQ20111031416
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者晏忠良, 朱光華 申請人:大亞科技股份有限公司