本發明涉及一種混合濾波補償裝置，具體地說是一種混合式濾波補償裝置，即：無源濾波支路模塊與有源濾波器的組合。

背景技術：

目前，隨著電力電子技術的日新月異，現有的低壓無功功率補償設備由于結構、功能單一，不能靈活改變補償方式或者增減補償容量。如變頻調速設備，變頻電機啟動設備，中頻爐，電弧焊機，家用電氣，電子器具等，一般都會導致電流電壓波形畸變，出現高次諧波。并且有的用電設備在一定時期內負荷增加或減少，普通的補償不但無法隨時滿足增加或減少濾波補償容量的效果，而且可能導致電網諧波畸變率增加，嚴重干擾、污染電網的正常運行。

特別是近年來一部分電源設備，由于技術的進步無功功率有明顯降低，COS?能始終保持在0.98以上，電流諧波畸變率在20-30%之間，無源濾波器在投入的時雖然濾除大部分諧波；但會在濾除諧波的同時也補償了功率因數，從而導致電路無功功率過補。本裝置的目的是在保證治理諧波的同時，解決無功功率過補的問題；在濾波回路前加裝并聯電抗器輸出感性無功，目的是抵消電容器投入后的容性無功，功率因數在電容器投入后不過補。有源濾波支路的加入目的是進一步提高整機的諧波濾除率。與單純使用有源濾波器相比具有投資低，可靠性高的優點。

有源濾波自身就是諧波源。其依靠電力電子裝置，在檢測到系統諧波的同時產生一組和系統幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時還可以動態補償無功功率。其反映動作迅速，濾除諧波可達到95％以上，補償無功細致。但是價格高，容量小。由于目前國際上大容量硅閥技術還不成熟，所以當前常見的單臺有源濾波裝置容量不超過600A。其運行可靠性也不及無源濾波裝置。隨著近年來電力電子技術的進步，目前在容量大且要求補償細致的地方一般使用有源+無源混合型，即無源進行大容量的濾波補償，有源進行微調。有源+無源混合電力濾波是將APF和無源濾波相結合，利用無源設備來處理較大容量部分、而利用有源技術改善無源部件的補償效果和動態性能，共同達到良好的補償目的；同時，有效地減小了有源部分的容量，以節省APF容量過大而增加的成本。

技術實現要素：

本發明是針對現有技術的不足，提供一種混合式濾波補償裝置，該裝置通過信號采集模塊，采集供電電源與有源電力濾波補償模塊和無源濾波器補償模塊并聯后與非線性負載串聯。其中LC無源濾波補償模塊主要起到諧波和無功補償的作用；并聯電抗器并聯在主回路作用是輸出感性無功抵消濾波回路多余的無功功率，保證濾波的同時功率因數不過補；而有源電力濾波補償模塊部分所補償的對象是無源濾波補償模塊濾除之后剩余的系統諧波電流，這時系統電流中的諧波含量大大減少，因此，對有源電力濾波補償模塊的容量要求不高，并且有源濾波模塊還能對LC無源濾波補償模的濾波特性起到改善作用，克服其易受電網阻抗影響和易與電網阻抗發生諧振的缺點。不易受電網阻抗干擾，每個部件獨立安裝，調試方便、便于現場維修拆卸和更換。

本發明的技術方案是：一種混合式濾波補償裝置，包括電網側信號采集模塊、負載側信號采集模塊、無源濾波補償模塊、并聯電抗器、有源濾波模塊、觸摸屏控制器和負載；其特征在于：所述電網側信號采集模塊把電網側的電流電壓互感器CT1上檢測的信號發送給無源濾波補償模塊，負載側信號采集模塊將負載側電流電壓互感器CT2檢測的信號發送給有源濾波模塊；在電網側與負載側之間的主回路上連接有刀開關QK，刀開關QK的出線端連接有三只熔斷器（FU1、FU2、FU3）、三只熔斷器通過主回路分別與并聯電抗器L、無源濾波補償模塊、有源濾波模塊、觸摸屏控制器連接,主回路與無源濾波補償模塊進線端之間安裝有斷路器QF1，觸摸屏控制器通過485通信總線分別與無源濾波補償模塊和有源濾波模塊連接。

所述無源濾波補償模塊與有源濾波模塊并聯連接。

所述無源濾波補償模塊中并聯有5次、7次、11次無源濾波補償模塊。

所述并聯電抗器并聯于主回路系統。

所述觸摸屏控制器采用CKKBcICMS觸摸屏控制器，該觸摸屏控制器集成監測控制為一體的觸摸屏控制器器（8英寸觸摸彩屏）。

通過以上技術方案，本發明產生的有益效果是：一種混合式濾波補償裝置，通過采用有源濾波模塊和無源濾波補償模塊的組合方式，負載側的諧波電流先經過有源電力濾波補償模塊組過濾諧波，再通過無源濾波補償模塊進行濾波補償，同時投入的并聯電抗器用于抵消濾波支路產生的容性無功，避免了無功功率的過補。本無源濾波補償模塊可以將每個模塊按需投切，可以利用觸摸屏控制器跟蹤系統諧波及無功負荷的變化，自動判斷投切，優化濾波支路投入，從而使系統的諧波濾除效果保持為最佳狀態，同時觸摸屏控制器提供485接口，方便組網后遠程監控，保證整套無功補償模塊組和濾波補償裝置及電網的安全運行。以實現三相濾波，滿足不同用電設備的諧波補償方式和補償容量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的電路結構示意圖；

圖2是本發明的電路原理圖。

在圖1和圖2中，1.主回路，2電網側信號采集模塊，3.負載側信號采集模塊，4負載.5主回路，6.熔斷器，7.并聯電抗器，8.無源濾波補償模塊，9. 觸摸屏控制器，10.有源濾波模塊， CT1.電網側電流電壓檢測互感器，CT2.負載側電流電壓檢測互感器，QK.刀開關，QF1.斷路器。

具體實施方式

本發明的實施方式參照圖1和圖2，一種混合式濾波補償裝置，在電網側安裝有電網側電流電壓檢測互感器CT1，電網側信號采集模塊2分別與電網側電流電壓檢測互感器和無源濾波補償模塊8連接。在負載側安裝有負載側電流電壓檢測互感器CT2，負載側信號采集模塊3分別與負載側電流電壓檢測互感器CT2和有源濾波模塊10連接。在電網側與負載側之間的主回路5上安裝有刀開關QK，刀開關QK與電源主回路5之間安裝有三只熔斷器6（第一熔斷器FU1、第二熔斷器FU2、第三熔斷器FU3），電源主回路5的出線端分別連接的有無源濾波補償模塊8，并聯電抗器7和有源濾波模塊10，觸摸屏控制器9分別與無源濾波補償模塊8和有源濾波模塊10連接，在第一熔斷器FU1與無源濾波補償模塊8之間安裝有斷路器QF1.

電網側信號采集模塊2把電網側的電流電壓互感器CT1上檢測的信號發送給無源濾波補償模塊8，電網側信號采集模塊2將負載側電流電壓互感器CT2上檢測的信號發送給有源濾波模塊10，并聯電抗器7并聯于主回路系統輸出感性無功，用于抵消濾波補償支路產生的容性無功功率；觸摸屏控制器9采用嵌入式CPU為核心的高性能一體化模塊，通過485通信總線分別與無源濾波補償模塊8和有源濾波模塊10連接。

本發明無源濾波補償模塊8與有源濾波模塊10并聯連接。

本發明所述無源濾波補償模塊中并聯有5次、7次、11次無源濾波補償模塊。用于主回路系統5次、7次、11次諧波濾除。

本發明有源濾波模塊10所補償的對象是無源濾波補償模塊濾除之后剩余的電源系統諧波電流，提高本裝置諧波的濾除率，根據電源系統的需要，可以在電路中并聯多只有源濾波模塊

本發明的目的是在保證治理電網諧波的同時，解決無功功率過補的問題；在濾波回路前加裝并聯電抗器輸出感性無功，目的是抵消電容器投入后的容性無功，功率因數在電容器投入后不過補。有源濾波支路的加入目的是進一步提高整機的諧波濾除率。與單純使用有源濾波器相比具有投資低，可靠性高的優點，既可以分補又可以共補。

本發明電網側電流電壓互感器CT1檢測的信號發送給電網側信號采集模塊2，負載側電流電壓互感器CT2檢測的信號發送給負載側信號采集模塊3，根據電網中負載4的功率因數及諧波含量的變化控制內部的無功補償模塊8與有源濾波模塊10對系統進行無功補償及有源濾波，通過觸摸屏控制器9計算，計算出無功補償與有源濾波的最好方案，對系統進行有效的電能質量管理。

本發明采用CKKBcICMS觸摸屏控制器集成監測控制（8英寸觸摸彩屏），為一綜合無功補償控制器，集成控制APF及LC的運行狀態和監測APF的運行數據功能。對電網電壓、電流、頻率功率因數、有功功率、無功功率和諧波信息進行實時數據監測及顯示。還具備告警信息、操作記錄、APF及LC的運行投切狀況記錄。同時還具有過欠壓、過欠頻、缺相、過載、過溫、諧波電壓超標保護功能。遠程通訊功能可提供485接口、網口、USB接口，三相共補、三相分補、混合補償可自由設定。