[实用新型]低压成套设备中的组合型并联滤波补偿装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种低压成套设备中的组合型并联滤波补偿装置，该装置能滤除低压电网中的谐波电流、补偿电网无功功率，从而有效降低谐波对电网的干扰、减少线路损耗并提高功率因数。 

背景技术：

目前，低压成套设备中的滤波补偿方式主要分为无源滤波补偿和有源滤波补偿两种。无源滤波补偿的原理是通过电抗器、电容器组成滤波回路，对特征谐波形成低阻通道，使谐波电流流入滤波回路，减少注入低压电网的谐波电流，从而达到净化电网的目的。无源滤波补偿装置具有成本低、结构简单、维护方便的优点，但其缺点是单个滤波补偿回路只能滤除特定次数的谐波，稳定性差，并有可能与电网发生谐振。有源滤波补偿的原理是通过DSP高速信号处理器对低压电网中的电流采样信号进行处理，并以PWM脉冲调制信号驱动IGBT或IPM功率模块，产生与电网谐波电流大小相等、方向相反的电流注入电网，达到抵消谐波电流的目的，从而主动消除电网谐波。有源滤波补偿装置的优点是可动态滤除各次谐波，不会过载，不会与电网产生谐振，但其缺点是成本较高，单台装机容量不大。 

发明内容：

为了克服现有无源滤波补偿和有源滤波补偿方式存在的缺点，本实用新型提供一种低压成套设备中的组合型并联滤波补偿装置，该装置主要由断路器、智能滤波补偿控制器、2个无源滤波补偿回路、1个有源滤波补偿回路组成，2个无源滤波补偿回路和一个有源滤波补偿回路并联后接在断路器下端，断路器上端与负载并联连接。该装置 通过智能滤波补偿控制器控制无源滤波补偿回路及有源滤波补偿回路的投切，利用2个无源滤波补偿回路来滤除5、7次低次谐波，高次谐波则由有源滤波补偿回路进行滤除，从而以较低的成本达到全频谱滤除谐波电流的目的。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在低压成套设备中的组合型并联滤波补偿装置中，设2个无源滤波补偿回路和1个有源滤波补偿回路。该装置工作时，智能滤波补偿控制器对低压总线侧的功率因数和电流进行检测，根据功率因数的情况，从低到高依次投入各无源滤波补偿回路，从而达到既补偿低压电网功率因数又滤除低次谐波的目的。功率因数达到设定值后，智能滤波补偿控制器将检测到的总线侧电流信号中的工频部分和谐波部分进行解耦，然后有选择性的剔除工频信号及与无源滤波补偿回路调谐频率相同的谐波信号，并将剩余的谐波电流信号转化为有源滤波补偿回路的指令信号。智能滤波补偿控制器对与无源滤波补偿回路调谐频率相同及以下的低次谐波不予补偿，仅对高于无源滤波补偿回路调谐频率的特征频率谐波进行治理，智能滤波补偿控制器输出信号，控制有源滤波器产生一个大小相等、方向相反的电流进行补偿，从而达到有效去除高次谐波的目的。当总线侧功率因数过补时，智能滤波补偿控制器从高到低依次切除无源滤波补偿回路，有源滤波补偿回路一直保持投入，动态补偿谐波电流。当非线性负载停止工作时，智能滤波补偿控制器切除全部无源和有源滤波补偿回路，组合型并联滤波补偿装置退出运行。 

本实用新型的有益效果是：该装置以较低的成本实现低压电网无功功率补偿及全频谱滤除谐波电流，减少线路损耗，提高功率因数，有效降低谐波对电网的干扰。 

附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1为本实用新型实施的电路原理图。 

图中1.总断路器，2.电流互感器，3.组合型并联滤波补偿装置断路器，4.熔断器，5.真空接触器，6.滤波电抗器，7.滤波电容器，8.智能滤波补偿控制器，9.有源滤波补偿回路断路器，10.有源滤波器。 

具体实施方式：

在图1所示实施例中，三相低压进线接总断路器(1)上端，组合型并联滤波补偿装置与非线性负载并接在总断路器(1)下端，2个无源滤波补偿回路和1个有源滤波补偿回路并接在组合型并联滤波补偿装置断路器(3)的下端，熔断器(4)下端接真空接触器(5)的上端，真空接触器(5)的下端接滤波电抗器(6)的上端，滤波电抗器(6)的下端接滤波电容器(7)，有源滤波补偿回路断路器(9)的下端接有源滤波器(10)，智能滤波补偿控制器(8)的电流输入端与电流互感器(2)连接，其输出端分别控制真空接触器(5)及有源滤波器(10)。当非线性负载工作时，智能滤波补偿控制器(8)经电流互感器(2)将检测到的总线侧的功率因数与智能滤波补偿控制器(8)的设定值相比较，如功率因数低于设定值，智能滤波补偿控制器(8)则输出信号，控制真空接触器(5)吸合，投入一个无源滤波补偿回路。依此类推，从低到高依次投入各无源滤波补偿回路，直至功率因数达到智能滤波补偿控制器(8)设定值。智能滤波补偿控制器(8)再将电流互感器(2)检测到的总线侧电流信号进行解耦，有选择的剔除工频信号及与无源滤波补偿回路调谐频率相同的谐波信号，而将剩余的谐波信号转化为有源滤波补偿回路的指令信号。智能滤波补偿控制器(8)对与无源滤波补偿回路调谐频率相同及以下 的低次谐波不予补偿，仅对高于无源滤波补偿回路调谐频率的特征频率谐波进行治理，智能滤波补偿控制器(8)输出信号，控制有源滤波器(10)产生一个大小相等、方向相反的电流进行补偿，从而达到去除高次谐波的目的。当总线侧无功过补时，由智能滤波补偿控制器(8)控制无源滤波补偿回路从高到低依次切除，有源滤波器(10)一直保持投入，动态补偿谐波电流。非线性负载停止工作时，智能滤波补偿控制器(8)切除全部无源和有源滤波补偿回路，组合型并联滤波补偿装置退出运行。