一种模块化的谐波治理及无功补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种模块化的谐波治理及无功补偿装置。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，为减少配电网向负载提供大量无功电流和补偿谐波而造成功率损耗，在各受电点(如低压变压器和大型用电设备安装处)均需配置相应电压等级的无功补偿和谐波治理装置，功率因数较低的工矿、企业、居民区是必须安装无功补偿装置的，大型异步电机、变压器、电焊机、压力机等设备也常常需要安装无功补偿装置，以提高电网输电能力和电能利用率，改善用电状况，节约能源。
[0003]目前各个厂家所采用的无功补偿和谐波治理主要晶闸管投切电容器(TSC)、有源电力滤波器(APF)模块等等。TSC是由一个控制器通过晶闸管开关来控制多个电容器实现无功补偿的原理，整个装置体积过大，安装和维护不方便，当控制器出现故障，整个装置就无法补偿无功；
[0004]TSC扩容不方便，不能很好的满足实际的需要；控制系统可靠性低，并且对设计制造，运行管理的技术要求较高也是其一大缺点。
[0005]单独的有源电力滤波器(APF)模块只能治理谐波，不能补偿无功，而在我们的供电系统中不但有谐波电流存在，无功在电网中也时时存在。
[0006]电网中单独安装电容补偿时，投切电容时会影响谐波在电网中的传播，甚至会引起谐波的放大和谐振，当电网谐波大时，会出现电容爆炸，引发一系列的事故，危及人身安全。
[0007]通过网上检索得知，关于TSC与有源电力滤波器模块(APF)的组合装置存在，但它的实现原理只是简单的将TSC与APF机械的组装在一个柜体里，TSC与有源滤滤器独立工作，并且上述TSC的缺点依然存在，安装和维护不方便，运行可靠度低。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型公开目的是解决上述现有无功补偿装置的局限性，提供一种在补偿无功的同时，又能有效治理谐波问题，还能有效改善电能质量，达到节能减排目的，最终有效降低能源损耗的模块化的谐波治理及无功补偿装置。
[0009]本实用新型包括有源电力滤波器模块组与智能电容器模块组、电网电流采样互感器TAl、负载电流采样互感器TA2以及人机交互模块；所述的智能电容器模块组与所述的有源电力滤波器模块组的两端相互并联，其中一端接入电网，另一端通过485通信总线相连；所述的电网电流采样互感器TAl和负载电流采样互感器TA2通过串联方式接到所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组；所述的人机交互模块通过485通信总线连接所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组。
[0010]采用以上结构后，本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0011]本实用新型涉及一种模块化的谐波治理及无功补偿装置，采用有源电力滤波器模块组与智能电容器模块组组合的方式，负载侧的谐波电流先经过有源电力滤波器模块组过滤谐波，然后通过智能电容器模块组再进行无功补偿，避免了在无功补偿时对电网谐波的放大，提高了电网电能的质量。本实用新型结构简单、操作方便、自动化程度较高，采用模块化设计，最大限度提高用户稳定性，模块化产品实现元器件式理念，设计联络方便、可与多种柜体配合使用，模块化产品设计让维护更为便利。
[0012]一种模块化的谐波治理及无功补偿装置根据容量配置组合灵活，安装方便，扩容方便，便于维护；一种模块化的谐波治理及无功补偿装置的保护功能齐全，具备过欠压、过流、过温等一系列保护。本实用新型提供了一种在补偿无功的同时，又能有效治理谐波问题，还能有效改善电能质量，达到节能减排目的，最终有效降低能源损耗的模块化的谐波治理及无功补偿装置。
[0013]作为改进，所述的智能电容器模块组包括至少两个智能电容器模块，所述的智能电容器模块之间相互并联。所述的智能电容器模块组可以将电容按需投切，容量相同的电容器采用循环投切原则，避免对同一台反复投切影响其寿命；
[0014]作为改进，所述的有源电力滤波器模块组包括至少两个有源电力滤波器模块，所述的有源电力滤波器模块之间相互并联。有源电力滤波器模块组可包括不同容量的模块，满足不同容量的需求。
[0015]一种模块化的谐波治理及无功补偿装置通过485接口组成统一智能通信网络，装置在开机上电时每个模块是没有主从之分，需要通过自动识别竞争主机来区分主从，确保网络内只有一台主机。通过主机来采集其余从机的信息，形成智能通信的信息列表，最终根据无功调度要求准确控制网络的无功补偿功能。无论任何一台模块发生故障，都可自动退出运行，剩余模块组成新的网络正常运行。模块化产品还能够满足各种容量需求；一种模块化的谐波治理及无功补偿装置根据容量配置组合灵活，安装方便，扩容方便，便于维护；一种模块化的谐波治理及无功补偿装置的保护功能齐全，具备过欠压、过流、过温等一系列保护。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0018]如图1所示本实用新型包括有源电力滤波器模块组与智能电容器模块组、电网电流采样互感器TAl、负载电流采样互感器TA2以及人机交互模块；所述的智能电容器模块组与所述的有源电力滤波器模块组的两端相互并联，其中一端接入电网，另一端通过485通信总线相连；所述的电网电流采样互感器TAl和负载电流采样互感器TA2通过串联方式接到所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组；所述的人机交互模块通过485通信总线连接所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组。所述的智能电容器模块组包括至少两个智能电容器模块，所述的智能电容器模块之间相互并联。所述的有源电力滤波器模块组包括至少两个有源电力滤波器模块，所述的有源电力滤波器模块之间相互并联。
[0019]其中，所述的人机交互模块是以一套以嵌入式CPU为核心的高性能一体化触摸屏控制器，可实现对设备运行参数进行设置、读取和记录功能，并实时与后台进行通讯。实时显示功率信息、补偿前后数据、波形图，控制及监控APF与智能电容器模块工作状态，灵活实现不同容量APF和智能电容器模块的组合模式；另外还可对各组电容器运行时间、各组电容器投切次数、设备运行时长、历史操作、历史警告、APF运行投切情况进行记录；人机交互模块可提供多重保护功能、补偿模式设定功能、远程通讯功能。
[0020]所述的有源电力滤波器模块组对系统中的谐波进行处理，流入电容器的谐波很少；有源电力滤波器模块组采用模块化设计结构，根据需求并机，组装方便；有源电力滤波器模块组可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿谐波；有源电力滤波器模块组有25-100A五种容量模块，任意容量组合并机，满足不同容量需求，任意模块都能实现所有功能，某一模块出现问题，其余模块能够正常运行，以保障系统安全运行的连续性。
[0021]所述的智能电容器模块组以模块化的形式，采用先进微电子软硬件技术，将DSP测控单元与三相同步开关完美结合起来，实现对低压电力电容器的等电压投入、电流过零切除。智能电容器模块组由多个智能电容器模块组成，包括有三相补偿智能电容和分相补偿智能电容。
[0022]所述的有源电力滤波器模块组和智能电容器模块组采用并联架构接入电网中，电网电流采样互感器TAl连接人机界面，检测装置正常工作前后对电网侧无功补偿及谐波治理的效果。所述的负载电流采样互感器TA2通过串联方式接到智能电容器模块组及有源电力滤波器模块组，判断无功电流的大小，控制有源电力滤波器模块和智能电容器模块的输出。
[0023]本实用新型利用智能电容器模块补偿提供无功功率、有源电力滤波器模块进行谐波治理具有诸多优点，如不会与系统发生谐振；保证系统功率因数达到0.99以上，谐波治理效果好；可快速相应跟踪负载变化；产品使用寿命高、故障率低、后期维护成本低。
[0024]本实用新型一种模块化的谐波治理及无功补偿装置采用智能通讯，有源电力滤波器模块组和智能电容器模块组组成同一网络，协同工作，某一模块损坏不影响系统功能，提高工作效率。
[0025]本实用新型充分结合智能电容器模块和有源电力滤波器模块的优势，提供最高性价比无功补偿及谐波治理解决方案，充分满足用户需求。
[0026]以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅限于以上实施例，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种模块化的谐波治理及无功补偿装置，其特征在于:包括有源电力滤波器模块组与智能电容器模块组、电网电流采样互感器TA1、负载电流采样互感器TA2以及人机交互模块；所述的智能电容器模块组与所述的有源电力滤波器模块组的两端相互并联，其中一端接入电网，另一端通过485通信总线相连；所述的电网电流采样互感器TAl和负载电流采样互感器TA2通过串联方式接到所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组；所述的人机交互模块通过485通信总线连接所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组。2.根据权利要求1所述的一种模块化的谐波治理及无功补偿装置，其特征在于:所述的智能电容器模块组包括至少两个智能电容器模块，所述的智能电容器模块之间相互并联。3.根据权利要求1所述的一种模块化的谐波治理及无功补偿装置，其特征在于:所述的有源电力滤波器模块组包括至少两个有源电力滤波器模块，所述的有源电力滤波器模块之间相互并联。
【专利摘要】本实用新型一种模块化的谐波治理及无功补偿装置包括有源电力滤波器模块组与智能电容器模块组、电网电流采样互感器TA1、负载电流采样互感器TA2以及人机交互模块；所述的智能电容器模块组与所述的有源电力滤波器模块组的两端相互并联，其中一端接入电网，另一端通过485通信总线相连；所述的电网电流采样互感器TA1和负载电流采样互感器TA2通过串联方式接到所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组；所述的人机交互模块通过485通信总线连接所述的智能电容器模块组和有源电力滤波器模块组，提供了一种在补偿无功的同时，又能有效治理谐波问题，还能有效改善电能质量，达到节能减排目的，最终有效降低能源损耗的模块化的谐波治理及无功补偿装置。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/01
【公开号】CN204696691
【申请号】CN201520471653
【发明人】黄海宇, 李帮家, 魏平, 王国安, 王莉, 马庆华
【申请人】杭州得诚电力科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月3日