高性能無源單相濾波電路的製作方法

2023-06-10 01:06:16

專利名稱：高性能無源單相濾波電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種減少諧波的裝置，特別涉及一種高性能無源單相濾波電路。
背景技術：
隨著非線形電力負荷的廣泛應用，電網諧波電流汙染也日益嚴重。諧波的存在具有嚴重的危害，如增大系統、線路和設備的電能損耗；降低電源功率因數和系統容量的利用率；電力系統運行的安全性下降等等。因此諧波及其治理問題已經引起各國政府、研學界以及產業界的高度重視。目前諧波的治理有兩種方式1)主動式治理，使得各個用戶負載不產生電流諧波。2)被動式治理，即各個用戶負載可以產生諧波電流，但通過一些諧波吸收裝置加以吸收，以限制超過有關標準的過量諧波電流注入電網。本發明涉及被動式電網諧波電流治理方式。
被動式電網諧波電流治理技術目前有兩種主要方式(1)在電網上簡單並聯無源濾波器組，該種方式主要缺點是並聯的無源濾波器組可能與電網之間發生諧振，降低了電網系統運行的可靠性。(2)在電網上串聯或並聯或混合聯上電力有源濾波器，該種方式特點是先檢測出負載產生的諧波電流或者諧波電壓，再利用電力電子器件產生與該電流或電壓成一定比例的諧波電流或諧波電壓抵消負載產生的諧波電流或者諧波電壓的影響，使得流入電網的諧波電流達到最小，該種方式的主要缺點是相當控制複雜，裝置的可靠性低。

發明內容
本實用新型提出一種涉及被動式電網諧波電流治理的無源濾波的方案。既能阻止負載諧波電流注入電網，又能抑制電網諧振的高性能、用高可靠性的諧波濾波電路，以提高濾波裝置的可靠性與性能價格比。
圖1為高性能無源單相濾波電路框圖，圖中標記1為單相電網電源，2為變壓器，3為基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路，4為並接在變壓器右邊的電網迴路上的諧波電流諧振電路，5為非線性負載。
一種高性能無源單相濾波電路，包括單相電網電源1的迴路，非線性負載5，其特徵在於在單相電網電源1的迴路中設有變壓器2、由電抗器L1和電容器C1組成的基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路3、由電抗器L2～L4和電容器C2～C4組成的諧波電流諧振電路4，其中變壓器2的原邊串接在單相電網電源1的迴路中，其副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路3連接形成串聯迴路，在變壓器2的右邊電網線路上並接諧波電流諧振電路4和非線性負載5；本實用新型的另一特徵是在單相電網電源1的迴路中增設變壓器6、由電抗器L5與電容器C5組成基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路7，變壓器2的副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路3及變壓器6的原邊連接形成串聯迴路，變壓器6的副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路7連接形成迴路。
上述濾波電路在變壓器2和6的原邊或者副邊可並接電阻、可變電阻、保護開關，或及其組合；可在變壓器組2右邊的電網線路上增加或者減少設置諧波電流諧振電路4；當非線性負載5為諧波電壓源時，不並接諧波電流諧振電路4。
上述的濾波電路中的變壓器、基波電流串聯諧振電路、諧波電流並聯諧振電路所形成的電路，能有效地阻止了非線性負載在電網上形成超標的諧波電流，也阻止了電網側的諧波電流注入負載，同時也阻止了電網側的諧波電壓在負載上形成超標的諧波電流。
同現有技術比較，本實用新型的優點是(1)控制簡單，省略了複雜的諧波電流計算，增加了濾波電路工作的可靠性；(2)對從負載注入電網的諧波電流有很強的抑制能力；(3)能阻止電網系統與濾波器之間可能發生的諧振，增加電網運行的可靠性。可廣泛應用於需要進行電流諧波補償的電網上。


圖1為高性能無源濾波電路框圖。
圖2為一種高性能無源單相濾波電路示意圖。
圖3為一種高性能無源單相濾波電路示意圖。
圖4為一種高性能無源單相濾波電路示意圖。
圖5為一種高性能無源單相濾波電路示意圖。
具體實施方式
實施例1一種用於電力機車的高性能無源單相濾波電路，如圖2所示。變壓器2為800千伏安，電抗器L1為200毫亨，L2為20.7毫亨，L3為13.5毫亨，L4為2.79毫亨，L1、L2、L3的電感品質因數Q1＝Q2＝Q3＝30，電容器C1為50.7微法，C2為10微法，C3為30微法，C4為30微法。
權利要求1.一種高性能無源單相濾波電路，包括單相電網電源(1)的迴路，非線性負載(5)，其特徵在於在單相電網電源(1)的迴路中設有變壓器(2)、由電抗器(L1)和電容器(C1)組成的基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路(3)、由電抗器(L2，L3，L4)和電容器(C2，C3，C4)組成的諧波電流諧振電路(4)，其中變壓器(2)的原邊串接在單相電網電源(1)的迴路中，其副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路(3)連接形成串聯迴路，在變壓器(2)的右邊電網線路上並接諧波電流諧振電路(4)和非線性負載(5)。
2.根據權利要求1所述的濾波電路，其特徵在於在單相電網電源(1)的迴路中增設變壓器(6)、由電抗器(L5)與電容器(C5)組成基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路(7)，變壓器(2)的副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路(3)及變壓器(6)的原邊連接形成串聯迴路，變壓器(6)的副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路(7)連接形成迴路。
3.根據權利要求1和2所述的濾波電路，其特徵在於在變壓器(2，6)的原邊或者副邊可並接電阻、可變電阻、保護開關，或及其組合。
4.根據權利要求1和2所述的濾波電路，其特徵在於可在變壓器組(2)右邊的電網線路上增加或者減少設置諧波電流諧振電路支路。
5.根據權利要求1和2所述的濾波電路，其特徵在於當非線性負載(5)為諧波電壓源時，不並接諧波電流諧振電路(4)。
專利摘要一種高性能無源單相濾波電路，其特徵是在單相電網電源1的迴路中設有變壓器2、由電抗器L1和電容器C1組成的基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路3、由電抗器L2～L4和電容器C2～C4組成的諧波電流諧振電路4，其中變壓器2的原邊串接在單相電網電源1的迴路中，其副邊與基波電流串聯諧振電路/或諧波電流並聯諧振電路3連接形成串聯迴路，在變壓器2的右邊電網線路上並接諧波電流諧振電路4和非線性負載5。同現有技術比較，本實用新型的優點是(1)控制簡單，省略了複雜的諧波電流計算；(2)對從負載注入電網的諧波電流有很強的抑制能力；(3)能阻止電網系統與濾波器之間可能發生的諧振；(4)對電網的不平衡運行有良好的適應能力。可廣泛應用於需要進行電流諧波補償的電網上。
文檔編號H02J3/01GK2574276SQ02266359
公開日2003年9月17日 申請日期2002年8月14日 優先權日2002年8月14日
發明者來林娟 申請人:來林娟