动态谐波滤波器的分布式控制系统的制作方法
动态谐波滤波器的分布式控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及谐波滤波领域，特别是涉及一种动态谐波滤波器的分布式控制系统。
【背景技术】
[0002]随着电力技术的发展，各种非线性负载被大量投入使用，电网的谐波含量也逐年升高，为了提高电网的电能质量，滤波器得到了大量的应用。
[0003]目前市场上广泛应用的滤波器只能对单点进行滤波，而在工业领域中，通常存在多个不同位置的谐波源。比如在陶瓷厂中，包含电动机、锅炉、窑炉、除尘器等非线性设备设备，且通常建设在不同地点，地理位置分散，普通的滤波器往往难以高效、及时进行谐波治理，从而影响了电能质量，甚至造成其他用电设备的损坏。
[0004]本专利申请人先前申报的专利“动态调谐滤波器(200910063641.0) ”和“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2) ”，主要通过动态调节可变电抗器的电感量来滤除单一频次的谐波，来达到改善电能质量的目的。而当谐波量较大，谐波源地理位置比较分散时，上述专利就无法满足滤波要求。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:针对工业生产中，谐波源地理位置分布分散，当谐波量较大时，无法高效及时滤波的问题，提供一种动态谐波滤波器的分布式控制系统。
[0006]本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案是:由主控制器、电流互感器和谐波信号处理器，η条支路电流互感器和谐波信号处理器，η个滤波器组和接触器构成。所述谐波信号处理器，其输入端与电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连。所述η条支路谐波信号处理器，其输入端分别与η条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连。η个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。
[0007]所述主控制器采用PLC控制装置，该装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。
[0008]所述η个滤波器组，每组由多个滤波器并联构成；其中第i个滤波器组与第i个接触器串联后，再与第i个谐波源与η条支路中对应的电流互感器串联支路并联，i = 1，...，n0
[0009]所述接触器均采用CJXl系列交流接触器。
[0010]本实用新型与现有的滤波方法相比具有如下优点:
[0011](I)采用分布式控制，同时采集不同地理位置的谐波量，集中获取数据，实现多点同时滤波，便于工业控制领域应用。
[0012](2)根据不同地理位置所采集到的不同谐波量，进行跟踪配置，实现按需分配，保证电网稳定运行。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型动态谐波滤波器的分布式控制系统的原理图。
[0014]图中:1.主控制器；2.电流互感器；3.谐波信号处理模器；4-1.1.支路电流互感器；4-2.2.支路电流互感器；4-η.η.支路电流互感器；5_1.1.谐波信号处理模器；5-2.2.谐波信号处理模器；5-η.η.谐波信号处理模器；6_1.1.滤波器组；6-2.2.滤波器组；6-η.η.滤波器组。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0016]本实用新型提供的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其结构如图1所示，由主控制器1、电流互感器2和谐波信号处理器3，η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)和η条支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)，η个滤波器组(6_1，…，6_η)，接触器KMl-KMn构成，其中:电流互感器2与谐波信号处理器3输入端相连，谐波信号处理器3输出端通过RS485总线与主控制器I相连；η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)分别与相应支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)的一段输入端相连，谐波信号处理器(5-1，…，5-η)的输出端通过RS485总线与主控制器I相连；η个滤波器组(6-1，…，6-η)分别经相应接触器KMl-KMn与1#?n#谐波源并联后，经电流互感器2与断路器QF的一端相连，断路器QF的另一端接入电网
0.4kV母线。
[0017]所述主控制器I可以采用PLC控制装置，利用I/O量控制接触器的闭合与断开，实现动态谐波滤波器的投切。该PLC控制装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。
[0018]所述的电流互感器2和η条支路电流互感器(4-1，…，4_η)均采用市场上卖的电流互感器，如LMZ1-0.5。
[0019]所述谐波信号处理器3和η条支路谐波信号处理器(5-1，…，5_η)均采用绵阳市维博电子有限公司的WB1831BX15型谐波采集模块，该器件可采集电网中的各次谐波电流值。
[0020]所述η个滤波器组6-η.n ￠-1，…，6_n)，每组可由多个滤波器并联构成。其中:第i个滤波器组与KMi串联后，再与第i#(i = 1，...，n)谐波源与η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)串联支路并联。
[0021]所述η个滤波器组6-η.η(6-1，…，6_η)可以选用本申请人发明的“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2) ”或“动态调谐滤波器(200910063641.0) ”。
[0022]所述接触器KMl-KMn均采用CJXl系列交流接触器。
[0023]本实用新型提供的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其具体工作过程如下:
[0024]步骤一:启动运行
[0025]手动合闸断路器QF，主控制器1、谐波信号处理器3和η个支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)开始运行。
[0026]步骤二:谐波分析
[0027]电流互感器2检测总电流，经谐波信号处理器3得到总谐波电流IhO ;电流互感器(4-1，…，4-η)检测η个支路电流，经谐波信号处理器(5_1，…，5_η)，得到各支路谐波电流Ihl，…，Ihn ;谐波电流IhO，Ihl，…，Ihn通过RS485总线送入主控制器I。
[0028]步骤三:控制判断
[0029]主控制器I根据谐波电流IhO的大小，进行优化控制判断。若IhO满足国家标准要求，则转入第二步，否则继续。
[0030]步骤四:优化配置
[0031]主控制器I根据谐波电流Ihl，…，Ihn大小，采用优化配置策略配置η条支路所需要投入的滤波器容量(DT1，DT2，…，DTn)。
[0032]步骤五:实时投切
[0033]主控制器I根据滤波器容量(DTI，DT2，…，DTn)，通过接触器KMl-KMn进行投切滤波器组(6-1，…，6-η)。
[0034]重复步骤二至五，滤波器组有效地运行，滤除谐波，保证电网的稳定。
[0035]通过以上步骤一至步骤五，滤波器组能够有效的投入电网，并且进行动态调节，滤除谐波，提高功率因素，保证电网的安全稳定运行。
[0036]本实用新型提供的上述动态谐波滤波器的分布式控制系统，能对地理位置比较分散的谐波源进行及时有效的处理，实现动态跟踪，按需分配，多点同时滤波，达到抑制谐波的目的。
【主权项】
1.动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是由主控制器(I)、电流互感器(2)和谐波信号处理器(3)，n条支路电流互感器和谐波信号处理器，η个滤波器组和接触器构成；所述谐波信号处理器(3)，其输入端与电流互感器(2)相连，其输出端通过RS485总线与主控制器(I)相连；所述η条支路谐波信号处理器，其输入端分别与η条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器(I)相连；η个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器(2)与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。2.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述主控制器(I)采用PLC控制装置，该装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。3.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述η个滤波器组，每组由多个滤波器并联构成；其中第i个滤波器组与第i个接触器串联后，再与第i个谐波源与η条支路中对应的电流互感器串联支路并联，i = I,...,no4.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述接触器均采用CJXl系列交流接触器。
【专利摘要】本实用新型动态谐波滤波器的分布式控制系统是由主控制器(1)、电流互感器(2)和谐波信号处理器(3)，n条支路电流互感器和谐波信号处理器，n个滤波器组和接触器构成；所述谐波信号处理器，其输入端与电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连；所述n条支路谐波信号处理器，其输入端分别与n条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连；n个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。本实用新型能对地理位置比较分散的谐波源进行及时有效的处理，实现动态跟踪，按需分配，多点同时滤波，达到抑制谐波目的。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN204681095
【申请号】CN201520297545
【发明人】陈静, 向紫欣, 毛玲, 袁佑新, 宋兴宇
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月11日
【技术领域】
[0001]本发明涉及谐波滤波领域，特别是涉及一种动态谐波滤波器的分布式控制系统。
【背景技术】
[0002]随着电力技术的发展，各种非线性负载被大量投入使用，电网的谐波含量也逐年升高，为了提高电网的电能质量，滤波器得到了大量的应用。
[0003]目前市场上广泛应用的滤波器只能对单点进行滤波，而在工业领域中，通常存在多个不同位置的谐波源。比如在陶瓷厂中，包含电动机、锅炉、窑炉、除尘器等非线性设备设备，且通常建设在不同地点，地理位置分散，普通的滤波器往往难以高效、及时进行谐波治理，从而影响了电能质量，甚至造成其他用电设备的损坏。
[0004]本专利申请人先前申报的专利“动态调谐滤波器(200910063641.0) ”和“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2) ”，主要通过动态调节可变电抗器的电感量来滤除单一频次的谐波，来达到改善电能质量的目的。而当谐波量较大，谐波源地理位置比较分散时，上述专利就无法满足滤波要求。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:针对工业生产中，谐波源地理位置分布分散，当谐波量较大时，无法高效及时滤波的问题，提供一种动态谐波滤波器的分布式控制系统。
[0006]本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案是:由主控制器、电流互感器和谐波信号处理器，η条支路电流互感器和谐波信号处理器，η个滤波器组和接触器构成。所述谐波信号处理器，其输入端与电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连。所述η条支路谐波信号处理器，其输入端分别与η条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连。η个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。
[0007]所述主控制器采用PLC控制装置，该装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。
[0008]所述η个滤波器组，每组由多个滤波器并联构成；其中第i个滤波器组与第i个接触器串联后，再与第i个谐波源与η条支路中对应的电流互感器串联支路并联，i = 1，...，n0
[0009]所述接触器均采用CJXl系列交流接触器。
[0010]本实用新型与现有的滤波方法相比具有如下优点:
[0011](I)采用分布式控制，同时采集不同地理位置的谐波量，集中获取数据，实现多点同时滤波，便于工业控制领域应用。
[0012](2)根据不同地理位置所采集到的不同谐波量，进行跟踪配置，实现按需分配，保证电网稳定运行。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型动态谐波滤波器的分布式控制系统的原理图。
[0014]图中:1.主控制器；2.电流互感器；3.谐波信号处理模器；4-1.1.支路电流互感器；4-2.2.支路电流互感器；4-η.η.支路电流互感器；5_1.1.谐波信号处理模器；5-2.2.谐波信号处理模器；5-η.η.谐波信号处理模器；6_1.1.滤波器组；6-2.2.滤波器组；6-η.η.滤波器组。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
[0016]本实用新型提供的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其结构如图1所示，由主控制器1、电流互感器2和谐波信号处理器3，η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)和η条支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)，η个滤波器组(6_1，…，6_η)，接触器KMl-KMn构成，其中:电流互感器2与谐波信号处理器3输入端相连，谐波信号处理器3输出端通过RS485总线与主控制器I相连；η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)分别与相应支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)的一段输入端相连，谐波信号处理器(5-1，…，5-η)的输出端通过RS485总线与主控制器I相连；η个滤波器组(6-1，…，6-η)分别经相应接触器KMl-KMn与1#?n#谐波源并联后，经电流互感器2与断路器QF的一端相连，断路器QF的另一端接入电网
0.4kV母线。
[0017]所述主控制器I可以采用PLC控制装置，利用I/O量控制接触器的闭合与断开，实现动态谐波滤波器的投切。该PLC控制装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。
[0018]所述的电流互感器2和η条支路电流互感器(4-1，…，4_η)均采用市场上卖的电流互感器，如LMZ1-0.5。
[0019]所述谐波信号处理器3和η条支路谐波信号处理器(5-1，…，5_η)均采用绵阳市维博电子有限公司的WB1831BX15型谐波采集模块，该器件可采集电网中的各次谐波电流值。
[0020]所述η个滤波器组6-η.n ￠-1，…，6_n)，每组可由多个滤波器并联构成。其中:第i个滤波器组与KMi串联后，再与第i#(i = 1，...，n)谐波源与η条支路电流互感器(4-1，…，4-η)串联支路并联。
[0021]所述η个滤波器组6-η.η(6-1，…，6_η)可以选用本申请人发明的“用于复合电力负载的动态谐波滤波器(ZL201420115270.2) ”或“动态调谐滤波器(200910063641.0) ”。
[0022]所述接触器KMl-KMn均采用CJXl系列交流接触器。
[0023]本实用新型提供的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其具体工作过程如下:
[0024]步骤一:启动运行
[0025]手动合闸断路器QF，主控制器1、谐波信号处理器3和η个支路谐波信号处理器(5-1，…，5-η)开始运行。
[0026]步骤二:谐波分析
[0027]电流互感器2检测总电流，经谐波信号处理器3得到总谐波电流IhO ;电流互感器(4-1，…，4-η)检测η个支路电流，经谐波信号处理器(5_1，…，5_η)，得到各支路谐波电流Ihl，…，Ihn ;谐波电流IhO，Ihl，…，Ihn通过RS485总线送入主控制器I。
[0028]步骤三:控制判断
[0029]主控制器I根据谐波电流IhO的大小，进行优化控制判断。若IhO满足国家标准要求，则转入第二步，否则继续。
[0030]步骤四:优化配置
[0031]主控制器I根据谐波电流Ihl，…，Ihn大小，采用优化配置策略配置η条支路所需要投入的滤波器容量(DT1，DT2，…，DTn)。
[0032]步骤五:实时投切
[0033]主控制器I根据滤波器容量(DTI，DT2，…，DTn)，通过接触器KMl-KMn进行投切滤波器组(6-1，…，6-η)。
[0034]重复步骤二至五，滤波器组有效地运行，滤除谐波，保证电网的稳定。
[0035]通过以上步骤一至步骤五，滤波器组能够有效的投入电网，并且进行动态调节，滤除谐波，提高功率因素，保证电网的安全稳定运行。
[0036]本实用新型提供的上述动态谐波滤波器的分布式控制系统，能对地理位置比较分散的谐波源进行及时有效的处理，实现动态跟踪，按需分配，多点同时滤波，达到抑制谐波的目的。
【主权项】
1.动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是由主控制器(I)、电流互感器(2)和谐波信号处理器(3)，n条支路电流互感器和谐波信号处理器，η个滤波器组和接触器构成；所述谐波信号处理器(3)，其输入端与电流互感器(2)相连，其输出端通过RS485总线与主控制器(I)相连；所述η条支路谐波信号处理器，其输入端分别与η条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器(I)相连；η个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器(2)与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。2.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述主控制器(I)采用PLC控制装置，该装置主要由PLC控制器、人机交互界面组成。3.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述η个滤波器组，每组由多个滤波器并联构成；其中第i个滤波器组与第i个接触器串联后，再与第i个谐波源与η条支路中对应的电流互感器串联支路并联，i = I,...,no4.根据权利要求1所述的动态谐波滤波器的分布式控制系统，其特征是所述接触器均采用CJXl系列交流接触器。
【专利摘要】本实用新型动态谐波滤波器的分布式控制系统是由主控制器(1)、电流互感器(2)和谐波信号处理器(3)，n条支路电流互感器和谐波信号处理器，n个滤波器组和接触器构成；所述谐波信号处理器，其输入端与电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连；所述n条支路谐波信号处理器，其输入端分别与n条支路中对应的电流互感器相连，其输出端通过RS485总线与主控制器相连；n个滤波器组分别经相应接触器与对应的谐波源并联后，经电流互感器与断路器的一端相连，断路器的另一端接入电网0.4kV母线。本实用新型能对地理位置比较分散的谐波源进行及时有效的处理，实现动态跟踪，按需分配，多点同时滤波，达到抑制谐波目的。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN204681095
【申请号】CN201520297545
【发明人】陈静, 向紫欣, 毛玲, 袁佑新, 宋兴宇
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月11日
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