[实用新型]宽频节电保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电网波形处理，特别是指宽频节电保护系统。

背景技术

滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，因而受到广泛的重视，目前已在发达国家获得广泛应用。这一基本思想在20世纪六、七十年代就已经形成，80年代以来，大中功率全控型半导体器件的成熟、脉冲宽度调制控制技术(Pulse Width Modulation--PWM)的进步以及基于瞬时无功功率理论的谐波电流瞬时检测方法的提出，使这一技术才得以迅速发展。宽频滤波节电保护系统主要由三大部分组成，即指令电流检测电路、抵消电流发生电路和补偿电流发生电路。

在电网运行中，因大量非线性负载的运行，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时将会产生功率与电能损耗，由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无用功就越多，线损就越大。

当有功功率为定值时，负荷电流与功率因数成反比，安装宽频滤波节电保护装置后，使线路中的电流减小，从而使功率损耗降低使得总电能损耗降低。随着非线性电力设备的广泛应用，电力系统中谐波问题日趋严重，谐波的存在会对电力设备造成损坏，加速绝缘老化。谐波叠加后的电压峰值对节电器件老化有很大的影响，谐波的主要影响因素为：电压峰值、电压均方根值和电压波斜率。其中峰值的影响最大。由于谐波的存在，电压波形发生畸变，使电压峰值增高，呈锯齿状尖顶波。目前的宽频滤波节电保护系统采用模拟电路检测谐波，检测不够准确，电网仍然存在谐波的影响，出行电能不稳定的现象。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型在于提供宽频节电保护系统，以解决上述宽频滤波节电保护系统采用模拟电路检测谐波，检测不够准确，电网仍然存在谐波的影响，出行电能不稳定的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供宽频节电保护系统，包括无源滤波器、两个有源滤波器，所述两个有源滤波器分别连接运算电网谐波变化量的DSP芯片和控制有源滤波器滤波的控制芯片FPGA；

有源滤波器包括具有IGBT模块和二极管组成的能效提升滤波器、具有IGBT模块的谐波浪涌滤波器，

能效提升滤波器连接变压器二次低压侧，连接电网的第一DSP运算谐波变化量后，通过连接的第一FPGA控制能效提升滤波器滤波；

谐波浪涌滤波器与经过能效提升滤波器过滤后的电网连接，并在第二DSP运算谐波变化量后，通过连接的第二FPGA控制谐波浪涌滤波器滤波；

无源滤波器连接经过谐波浪涌滤波器滤波后的电网，并再次滤波。

电流经过上面的滤波后，最后接入到动力设备内，本实用新型的滤波器采用数字芯片运算电能的变化量，通过FPGA芯片控制滤波器过滤电能，控制准确，过滤效果好，提高了用电设备的寿命。

附图说明

图1是实施例的结构图。

具体实施方式

为清楚说明本实用新型中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，本实用新型中的系统，采用数字芯片DSP运算电网谐波大小，并通过FPGA芯片控制滤波模块消除电网内的谐波。图1中共有三个虚线框，分别为三个滤波模块，从变压器二次低压侧至动力设备侧，依次是提升能效滤波器、谐波浪涌滤波器、宽频滤波器，两个滤波器之间分别安装有FPGA控制芯片和DSP芯片。

其中，提升能效滤波器、谐波浪涌滤波器分别为有源滤波器，并分别连接第一FPGA和第一DSP，第二FPGA和第二DSP；宽频滤波器为无源滤波器。

滤波器内具有滤波的IGBT模块和储能电容，系统工作过程中，第一DSP检测到电网内具有谐波时，通过第一FPGA控制提升能效滤波器对谐波进行过滤，将过滤出的多余能量存储在电容内，或将电容内的电流释放进电网中，补偿电网内的电能损耗，使电网内的电能平衡。

例如，当谐波具有较高波峰时，第一DSP运算出谐波的波峰相对阈值多出的电能，并由第一FPGA控制连接A相的Ta1和Ta2截止，较高波峰的电能通过Ta1和Ta2连接的二极管流入电容并吸收；当谐波波峰较低时，第一FPGA控制连接A相的Ta1和Ta2导通，控制电容按照第一DSP的运算出的补偿量将电能释放进电网内，其余各相的工作过程相同。

第二FPGA控制谐波浪涌滤波器再次消除电网内电流波形相对阈值的变形处，最后电能通过无源滤波器再次过滤出各次谐波，其工作过程与第一FPGA和第一DSP的工作过程相同。