一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置的製作方法
2023-06-27 16:20:06
專利名稱：一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電能質量控制技術領域，特別是提供了一種低壓配電網中性線諧波 抑制裝置。
背景技術：
在低壓配電系統中，三相四線制供電方式是最主要的供電方式,在工業現場和 民用建築中得到廣泛應用。隨著城市的現代化，出現了大量的大型商廈和寫字樓，在 這些建築中存在著大量的個人計算機、辦公自動化設備、變頻空調、照明電源及不
間斷電源等電器設備。這些設備都會在電網中產生大量的零序諧波電流，即使它們 的單臺功率較小,但因其總數龐大，所帶來的諧波汙染是極其嚴重的。零序諧波電流 (主要是3次諧波電流)在中線上相互疊加,使得中線電流中的諧波狀況異常嚴重。 中線諧波電流一方面使得中線電流大大超過了它的設計值造成中線故障；另一方面 使得公用變壓器過熱,加快絕緣老化,使故障隱患大大增加。同時還會造成中線對地 電勢升高，嚴重時可導致中性線燒斷，引起三相電壓嚴重不對稱，可能造成大面積 用電設備損壞。此外零序諧波還使公用電網中的元件產生附加損耗，降低了用電設 備效率，大量的3次諧波流過中性線時會導致線路長期過熱甚至發生火災。
為了抑制系統中的中性線諧波電流，目前主要釆用的無源和有源濾波方式均存 在不足。無源濾波器的諧波特性受系統參數的影響大；容易過載；電容器參數隨著 介質老化容易發生變化，出現失諧現象，降低濾波效果；有效材料消耗多，體積較 大。隨著電力電子技術的不斷發展，有源濾波器的研究應用受到人們重視。但有源 濾波器在成本、可靠性、過載能力方面存在的問題限制了其廣泛應用。
本發明提出的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置，在保留了無源濾波器投資 少、效率高、結構簡單、運行可靠及維護方便等優點外，還克服了其許多缺點，如 濾波特性不受電網參數影響、不對其他諧波產生放大作用、沒有失諧問題等；和有 源濾波器相比，成本低廉、工作可靠、過載能力強。同時，可以實現基波零序的低 阻通道，對單相負載造成的嚴重不平衡具有明顯的負載平衡作用。因此，本發明提 出的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置顯示出顯著的技術優越性，在低壓配電網 中性線諧波抑制方面具有巨大的應用價值和市場前景。
發明內容
本發明的目的在於提供一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置，為低壓配電網中的非線性負荷產生的零序諧波提供一個低阻通道，使零序諧波電流在濾波器和負荷 之間流動，而不是經中線流回系統。所述的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置基 於變壓器的曲折移相和磁通補償技術實現零序諧波的抑制，有著理想的綜合性能。
本發明提供的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置原理圖如附圖l所示，由鐵 芯1和線圈2兩部分構成。鐵芯1由芯柱XI、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛El、下鐵 軛E2構成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構成。
如圖1所示，鐵芯1對應於A、 B、 C三相的三個芯柱上分別繞制有兩個匝數相 同繞組，A、 B、 C三相芯柱分別由XI、 X2、 X3表示。XI上繞制有Lll和L12兩個 繞組；X2上繞制有L21和L22兩個繞組；X3上繞制有L31和L32兩個繞組。Lll首 端和系統A相連接，末端和L22末端相連；L21首端和系統B相連接，末端和L32 末端相連；L31首端和系統C相連接，末端和L12末端相連；L12、 L22、 L32的首 端連接到一起後和系統中性線N連接。
由於線圈2的六個繞組匝數相等，結構一致，按照上述方法連接後，零序磁通 相互抵消，對零序性質的電流表現為漏抗，為零序性質的諧波提供了低阻通道，從 而使零序性質的諧波電流在低壓配電網中性線諧波抑制裝置和非線性負載之間流 動，不流入系統，實現中性線諧波的抑制效果。
鐵芯1的結構如圖2所示，由三個在空間完全對稱，空間位置角互差120。的 芯柱X1、 X2和X3構成，鐵軛為圓形，由上鐵軛E1和下鐵軛E2構成。由於三個芯 柱在空間完全對稱，因此三相磁路分布是均勻的，零序磁通的補償效果達到最佳， 有效地實現中性線諧波的濾除。
本發明的優點在於由於低壓配電網零序濾波裝置不需要電容器、機械零件和 電子控制設備，因此，具有體積小，成本低，受系統參數變化影響小；不會引發諧 波放大或諧波諧振等問題；免維護、過載能力強，可靠性高。
圖1為本發明提供的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置原理圖。由鐵芯1和 線圈2兩部分構成。鐵芯1由芯柱XI、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛El、下鐵軛E2 構成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構成。
圖2為本發明提供的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置鐵芯結構圖。由三個 在空間完全對稱，空間位置角互差12(T的芯柱X1、 X2和X3構成，鐵軛為圓形， 由上鐵軛E1和下鐵軛E2構成。圖3為本發明提供的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置鐵芯結構側視圖。
具體實施例方式
本發明提供的一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置原理圖如附圖l所示，由鐵 芯1和線圈2兩部分構成。鐵芯1由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛E1、下鐵 軛E2構成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構成。
如圖l所示，鐵芯1對應於A、 B、 C三相的三個芯柱上分別繞制有兩個匝數相 同繞組，A、 B、 C三相芯柱分別由XI、 X2、 X3表示。XI上繞制有Lll和L12兩個 繞組；X2上繞制有L21和L22兩個繞組；X3上繞制有L31和L32兩個繞組。Lll首 端和系統A相連接，末端和L22末端相連；L21首端和系統B相連接，末端和L32 末端相連；L31首端和系統C相連接，末端和L12末端相連；L12、 L22、 L32的首 端連接到一起後和系統中性線N連接。鐵芯1的結構如圖2所示，由三個在空間完 全對稱，空間位置角互差120。的芯柱X1、 X2和X3構成，鐵軛為圓形，由上鐵軛 El和下鐵軛E2構成。
權利要求
1. 一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置，其特徵在於包括鐵芯(1)和線圈(2)兩部分；鐵芯(1)由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛E1、下鐵軛E2構成；線圈(2)由繞組L11、L12、L21、L22、L31、L32構成；鐵芯(1)對應於A、B、C三相的三個芯柱上分別繞制有兩個匝數相同繞組，A、B、C三相芯柱分別由X1、X2、X3表示；三相芯柱X1上繞制有L11和L12兩個繞組；三相芯柱X2上繞制有L21和L22兩個繞組；三相芯柱X3上繞制有L31和L32兩個繞組；繞組L11首端和系統A相連接，末端和繞組L22末端相連；繞組L21首端和系統B相連接，末端和繞組L32末端相連；繞組L31首端和系統C相連接，末端和繞組L12末端相連；繞組L12、L22、L32的首端連接到一起後和系統中性線N連接。
2、 按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於鐵芯(1)由三個在 空間完全對稱，空間位置角互差120°的芯柱X1、 X2和X3構成，鐵軛 為圓形，由上鐵軛E1和下鐵軛E2構成。
3、 按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於線圈(2)的六個繞 組匝數相等，結構一致。
全文摘要
一種低壓配電網中性線諧波抑制裝置，屬於電能質量控制技術領域。包括鐵芯(1)和線圈(2)兩部分；鐵芯(1)由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛E1、下鐵軛E2構成；線圈(2)由繞組L11、L12、L21、L22、L31、L32構成；鐵芯(1)對應於A、B、C三相的三個芯柱上分別繞制有兩個匝數相同繞組。本發明的優點在於所述的低壓配電網中性線諧波抑制裝置不需要電容器、機械零件和電子控制設備，因此，具有體積小，成本低，受系統參數變化影響小；不會引發諧波放大或諧波諧振等問題；免維護、過載能力強，可靠性高。
文檔編號H02J3/01GK101291065SQ20081011225
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者勇 侯, 單任仲, 宋祺鵬, 尹忠東, 張春江, 薛金會, 高明傑 申請人:華北電力大學;華北電網有限公司廊坊供電公司