一种具有无功补偿的滤波装置的制造方法

xiaoxiao2021-4-29  217

一种具有无功补偿的滤波装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及滤波领域,尤其涉及一种具有无功补偿的滤波装置。
【背景技术】
[0002]目前,随着经济与技术水平的发展,供电的可靠性和供电质量被广泛关注。由于电网负荷的不断增加,不但改变了电力系统的网络结构和电源分布,而且造成系统的无功分布不尽合理,甚至可能出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。此外,功率因数和电压的降低将使电气设备得不到充分利用,降低了网络传输能力,并引起损耗增加。同时由于电弧炉、大型轧机等大容量、冲击性、非线性负荷的增加,使电网的电压与电流谐波含量增加,恶化电网供电质量,甚至导致原有的并联电容器组与电网系统发生谐振,影响系统的安全稳定运行。因此必须要采用相应的滤波补偿技术实现无功补偿与谐波抑制的系统解决。

【发明内容】

[0003]为了克服上述现有技术中的不足,本实用新型的目的在于,提供一种具有无功补偿的滤波装置,能够有效滤除高频、低频差模干扰和高频、低频共模干扰,保证用电设备的正常运转,实现三相电网的无功补偿。
[0004]为达此目的,本实用新型中三相电源包括:A相母线、B相母线、C相母线;包括:依次串联连接的差模滤波电路、共模滤波电路、共模复合滤波电路以及无功补偿电路;
[0005]所述差模滤波电路和所述共模滤波电路用于滤除三相电源的高频差模干扰、高频共模干扰信号;
[0006]所述共模复合滤波电路用于滤除低频差模、共模干扰信号;
[0007]所述无功补偿电路用于对三相电源线路无功补偿。
[0008]优选地,所述无功补偿电路包括:控制单元、第一晶闸管开关、第二晶闸管开关、补偿电路以及分别与三相电源相线连接的电流互感器和电压互感器;
[0009]所述电流互感器和所述电压互感器分别与所述控制单元电连接;
[0010]所述补偿电路包括:三个三角形电连接的补偿电容器,三角形的每个结点分别串联第一滤波电抗器、第二滤波电抗器、第三滤波电抗器;
[0011]所述第一晶闸管开关的一端与所述第一滤波电抗器电连接,另一端与所述A相母线电连接,所述第二晶闸管开关的一端与所述第二滤波电抗器相连接,另一端与C相母线电连接,所述第三滤波电抗器与B相母线电连接;
[0012]所述第一晶闸管开关和所述第二晶闸管开关分别设有两个晶闸管,且所述两个晶闸管反向并联,所述两个晶闸管的控制极分别与所述控制单元电连接。
[0013]优选地,所述共模复合滤波电路包括:共模复合滤波模块和共模复合电阻;
[0014]所述共模复合滤波模块包括:电容组以及与所述电容组串联的扼流线圈;所述电容组设有三个共模复合电容,每个所述共模复合电容的一端同时与所述扼流线圈电连接,另一端分别对应与三相电源的相线电连接;
[0015]所述共模复合电阻设置于三相电源的两两相线之间。
[0016]优选地,所述差模滤波电路包括:串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组RC滤波电路以及同时与三组RC滤波电路串联的接地电容。
[0017]优选地,所述共模滤波电路包括串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组LC滤波电路。
[0018]优选地,所述RC滤波电路包括:第一电容和第一电阻;
[0019]所述第一电容和所述第一电阻并联连接。
[0020]优选地,所述LC滤波电路包括:搭接于三相电源相线之间的电感以及第二电容、第三电容、第四电容;
[0021]所述第二电容与电感并联形成第一组LC滤波电路;
[0022]所述第三电容与电感并联形成第二组LC滤波电路;
[0023]所述第四电容与电感并联形成第三组LC滤波电路。
[0024]优选地,所述共模复合滤波电路包括至少一个共模复合滤波模块。
[0025]从以上技术方案可以看出,本实用新型具有以下优点:
[0026]三相电源输入端信号经差模滤波电路、共模滤波电路、共模复合滤波电路滤波后供给用电设备,消除三相电网中的电磁干扰,使电信号平稳,滤波效果显著提高,有效滤除高频、低频差模干扰和高频、低频共模干扰,保证用电设备的正常运转,而且还实现三相电网的无功补偿。
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为具有无功补偿的滤波装置实施例的整体电路图。
【具体实施方式】
[0029]为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本具体实施例中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而非全部的实施例。基于本专利中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利保护的范围。
[0030]本实用新型提供了一种具有无功补偿的滤波装置,请参阅图1所示,包括:依次串联连接的差模滤波电路1、共模滤波电路2、共模复合滤波电路3以及无功补偿电路4 ;差模滤波电路I和共模滤波电路2用于滤除三相电源的高频差模干扰、高频共模干扰信号;共模复合滤波电路3用于滤除低频差模、共模干扰信号;无功补偿电路4用于对三相电源线路无功补偿。
[0031]三相电源包括:A相母线6、B相母线7、C相母线8 ;
[0032]由此可知,三相电源输入端信号经差模滤波电路1、共模滤波电路2、共模复合滤波电路3滤波后供给用电设备,消除三相电网中的电磁干扰,使电信号平稳,滤波效果显著提高,有效滤除高频、低频差模干扰和高频、低频共模干扰,保证用电设备的正常运转,而且还实现三相电网的无功补偿。
[0033]本实施例中,无功补偿电路4包括:控制单元41、第一晶闸管开关42、第二晶闸管开关43、补偿电路44以及分别与三相电源相线连接的电流互感器45和电压互感器46 ;电流互感器45和电压互感器46分别与控制单元41电连接;
[0034]补偿电路44包括:三个三角形电连接的补偿电容器47,三角形的每个结点分别串联第一滤波电抗器51、第二滤波电抗器52、第三滤波电抗器53 ;
[0035]第一晶闸管开关42的一端与第一滤波电抗器51电连接,另一端与A相母线6电连接,第二晶闸管开关43的一端与第二滤波电抗器52相连接,另一端与C相母线8电连接,第三滤波电抗器53与B相母线7电连接;第一晶闸管开关43和第二晶闸管开关42分别设有两个晶闸管54,且两个晶闸管54反向并联,两个晶闸管54的控制极分别与控制单元41电连接。
[0036]本实施例在无功功率进行补偿时,应先按照需要补偿的无功功率的大小及电网中各次谐波的含量进行分析,然后选择出相应的滤波电抗器,经过计算再选择补偿电容器47的电压与电容容量,通过仿真计算验证所设计的晶闸管投切无功补偿与滤波装置的各元件的参数。
[0037]为了实现对第一晶闸管开关43和第二晶闸管开关42的准确控制,必须要合理的设计晶 闸管47的触发导通与关断的时序,以保证晶闸管开关的响应时间小于20ms,并且在投入时补偿电路44无涌流,在晶闸管47关断时,补偿电路44不产生较高的反向关断电压。
[0038]本无功补偿电路4的工作原理是通过控制补偿电路44的三相导通与关断顺序,则可以有效避免在晶闸管54触发导通时的涌流和关断时产生的反向过电压,在晶闸管投切无功补偿与滤波装置连接到电网后,控制单元41通过电压互感器46和电流互感器45对电网的电压与电流进行测量,通过计算得到此时负载的有功功率、无功功率及功率因数等参数,按照补偿后功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率大小,再按照在设计时已选定的补偿电路44的补偿容量,选择相应的补偿电路44发出投入或切除命令。此时控制单元41将根据实际所测得相序的实际情况,采用本实用新型中所设计的投切触发顺序,分别对A相母线6、C相母线8的晶闸管54产生(或停止)触发脉冲,从而保证在晶闸管投切无功补偿与滤波装置工作投入时补偿电路44无涌流,在晶闸管54关断时,补偿电路44不产生较高的反向关断电压,此时每一次触发导通一定是在晶闸管54两端电压相等的时候,所以投入时无暂态过渡过程,可以保证投切动作时间小于20ms。
[0039]在本实施例中,共模复合滤波电路3包括:共模复合滤波模块和共模复合电阻33 ;
[0040]共模复合滤波模块包括:电容组32以及与电容组32串联的扼流线圈31 ;电容组32设有三个共模复合电容,每个共模复合电容的一端同时与扼流线圈31电连接,另一端分别对应与三相电源的相线电连接;共模复合电阻33设置于三相电源的两两相线之间。
[0041]可以理解的是,电容组32的共模复合电容一端同时与扼流线圈31电连接,另一端分别与三相电源的A相母线6、B相母线7、C相母线8电连接。优选地,共模复合滤波电路4包括至少一个共模复合滤波模块。
[0042]本实施例中,为了滤除三相电源的高频差模干扰、高频共模干扰信号差模滤波电路I包括:串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组RC滤波电路11以及同时与三组RC滤波电路11串联的接地电容12。RC滤波电路11包括:第一电容111和第一电阻112 ;第一电容111和第一电阻112并联连接。
[0043]本实施例中,为了滤除低频差模、共模干扰信号共模滤波电路2包括串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组LC滤波电路。LC滤波电路包括:搭接于三相电源相线之间的电感21以及第二电容22、第三电容23、第四电容24 ;第二电容22与电感21并联形成第一组LC滤波电路;第三电容23与电感21并联形成第二组LC滤波电路;第四电容24与电感21并联形成第三组LC滤波电路。
[0044]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0045]本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
[0046]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种具有无功补偿的滤波装置,三相电源包括:A相母线、B相母线、C相母线;其特征在于,包括:依次串联连接的差模滤波电路、共模滤波电路、共模复合滤波电路以及无功补偿电路; 所述差模滤波电路和所述共模滤波电路用于滤除三相电源的高频差模干扰、高频共模干扰信号; 所述共模复合滤波电路用于滤除低频差模、共模干扰信号; 所述无功补偿电路用于对三相电源线路无功补偿。2.根据权利要求1所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述无功补偿电路包括:控制单元、第一晶闸管开关、第二晶闸管开关、补偿电路以及分别与三相电源相线连接的电流互感器和电压互感器; 所述电流互感器和所述电压互感器分别与所述控制单元电连接; 所述补偿电路包括:三个三角形电连接的补偿电容器,三角形的每个结点分别串联第一滤波电抗器、第二滤波电抗器、第三滤波电抗器; 所述第一晶闸管开关的一端与所述第一滤波电抗器电连接,另一端与所述A相母线电连接,所述第二晶闸管开关的一端与所述第二滤波电抗器相连接,另一端与C相母线电连接,所述第三滤波电抗器与B相母线电连接; 所述第一晶闸管开关和所述第二晶闸管开关分别设有两个晶闸管,且所述两个晶闸管反向并联,所述两个晶闸管的控制极分别与所述控制单元电连接。3.根据权利要求1所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述共模复合滤波电路包括:共模复合滤波模块和共模复合电阻; 所述共模复合滤波模块包括:电容组以及与所述电容组串联的扼流线圈;所述电容组设有三个共模复合电容,每个所述共模复合电容的一端同时与所述扼流线圈电连接,另一端分别对应与三相电源的相线电连接; 所述共模复合电阻设置于三相电源的两两相线之间。4.根据权利要求1所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述差模滤波电路包括:串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组RC滤波电路以及同时与三组RC滤波电路串联的接地电容。5.根据权利要求1所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述共模滤波电路包括串联于三相电源线中每条相线与地线之间的三组LC滤波电路。6.根据权利要求4所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述RC滤波电路包括:第一电容和第一电阻; 所述第一电容和所述第一电阻并联连接。7.根据权利要求5所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于: 所述LC滤波电路包括:搭接于三相电源相线之间的电感以及第二电容、第三电容、第四电容; 所述第二电容与电感并联形成第一组LC滤波电路; 所述第三电容与电感并联形成第二组LC滤波电路; 所述第四电容与电感并联形成第三组LC滤波电路。8.根据权利要求3所述的具有无功补偿的滤波装置,其特征在于:所述共模复合滤波电路包括至少一个共模复合滤波模块。
【专利摘要】本实用新型提供一种具有无功补偿的滤波装置,三相电源输入端信号经差模滤波电路、共模滤波电路、共模复合滤波电路滤波后供给用电设备,消除三相电网中的电磁干扰,使电信号平稳,滤波效果显著提高,有效滤除高频、低频差模干扰和高频、低频共模干扰,保证用电设备的正常运转,而且无功补偿电路还实现三相电网的无功补偿。
【IPC分类】H02J3/01, H02J3/18
【公开号】CN204696690
【申请号】CN201520451712
【发明人】杨卫东, 周岳, 孙良华
【申请人】国网山东省电力公司滨州供电公司, 国家电网公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月29日

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