專利名稱：一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波 抑制裝置。
背景技術(shù)：
在低壓配電系統(tǒng)中，三相四線制供電方式是最主要的供電方式,在工業(yè)現(xiàn)場和 民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。隨著城市的現(xiàn)代化，出現(xiàn)了大量的大型商廈和寫字樓，在 這些建筑中存在著大量的個(gè)人計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、變頻空調(diào)、照明電源及不
間斷電源等電器設(shè)備。這些設(shè)備都會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生大量的零序諧波電流，即使它們 的單臺(tái)功率較小,但因其總數(shù)龐大，所帶來的諧波污染是極其嚴(yán)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(yán)重。 中線諧波電流一方面使得中線電流大大超過了它的設(shè)計(jì)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(shí)還會(huì)造成中線對(duì)地 電勢升高，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致中性線燒斷，引起三相電壓嚴(yán)重不對(duì)稱，可能造成大面積 用電設(shè)備損壞。此外零序諧波還使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加損耗，降低了用電設(shè) 備效率，大量的3次諧波流過中性線時(shí)會(huì)導(dǎo)致線路長期過熱甚至發(fā)生火災(zāi)。
為了抑制系統(tǒng)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(tǒng)參數(shù)的影響大；容易過載；電容器參數(shù)隨著 介質(zhì)老化容易發(fā)生變化，出現(xiàn)失諧現(xiàn)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(shù)的不斷發(fā)展，有源濾波器的研究應(yīng)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(yīng)用。
本發(fā)明提出的一種低壓配電網(wǎng)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(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)外，還克服了其許多缺點(diǎn)，如 濾波特性不受電網(wǎng)參數(shù)影響、不對(duì)其他諧波產(chǎn)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(qiáng)。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)基波零序的低 阻通道，對(duì)單相負(fù)載造成的嚴(yán)重不平衡具有明顯的負(fù)載平衡作用。因此，本發(fā)明提 出的一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置顯示出顯著的技術(shù)優(yōu)越性，在低壓配電網(wǎng) 中性線諧波抑制方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置，為低壓配電網(wǎng)中的非線性負(fù)荷產(chǎn)生的零序諧波提供一個(gè)低阻通道，使零序諧波電流在濾波器和負(fù)荷 之間流動(dòng)，而不是經(jīng)中線流回系統(tǒng)。所述的一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置基 于變壓器的曲折移相和磁通補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)零序諧波的抑制，有著理想的綜合性能。
本發(fā)明提供的一種低壓配電網(wǎng)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(gòu)成。鐵芯1由芯柱XI、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛El、下鐵 軛E2構(gòu)成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構(gòu)成。
如圖1所示，鐵芯1對(duì)應(yīng)于A、 B、 C三相的三個(gè)芯柱上分別繞制有兩個(gè)匝數(shù)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(gè) 繞組；X2上繞制有L21和L22兩個(gè)繞組；X3上繞制有L31和L32兩個(gè)繞組。Lll首 端和系統(tǒng)A相連接，末端和L22末端相連；L21首端和系統(tǒng)B相連接，末端和L32 末端相連；L31首端和系統(tǒng)C相連接，末端和L12末端相連；L12、 L22、 L32的首 端連接到一起后和系統(tǒng)中性線N連接。
由于線圈2的六個(gè)繞組匝數(shù)相等，結(jié)構(gòu)一致，按照上述方法連接后，零序磁通 相互抵消，對(duì)零序性質(zhì)的電流表現(xiàn)為漏抗，為零序性質(zhì)的諧波提供了低阻通道，從 而使零序性質(zhì)的諧波電流在低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置和非線性負(fù)載之間流 動(dòng)，不流入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中性線諧波的抑制效果。
鐵芯1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由三個(gè)在空間完全對(duì)稱，空間位置角互差120。的 芯柱X1、 X2和X3構(gòu)成，鐵軛為圓形，由上鐵軛E1和下鐵軛E2構(gòu)成。由于三個(gè)芯 柱在空間完全對(duì)稱，因此三相磁路分布是均勻的，零序磁通的補(bǔ)償效果達(dá)到最佳， 有效地實(shí)現(xiàn)中性線諧波的濾除。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于低壓配電網(wǎng)零序?yàn)V波裝置不需要電容器、機(jī)械零件和 電子控制設(shè)備，因此，具有體積小，成本低，受系統(tǒng)參數(shù)變化影響?。徊粫?huì)引發(fā)諧 波放大或諧波諧振等問題；免維護(hù)、過載能力強(qiáng)，可靠性高。


圖1為本發(fā)明提供的一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置原理圖。由鐵芯1和 線圈2兩部分構(gòu)成。鐵芯1由芯柱XI、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛El、下鐵軛E2 構(gòu)成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構(gòu)成。
圖2為本發(fā)明提供的一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置鐵芯結(jié)構(gòu)圖。由三個(gè) 在空間完全對(duì)稱，空間位置角互差12(T的芯柱X1、 X2和X3構(gòu)成，鐵軛為圓形， 由上鐵軛E1和下鐵軛E2構(gòu)成。圖3為本發(fā)明提供的一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置鐵芯結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的一種低壓配電網(wǎng)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(gòu)成。鐵芯1由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上鐵軛E1、下鐵 軛E2構(gòu)成；線圈2由繞組Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32構(gòu)成。
如圖l所示，鐵芯1對(duì)應(yīng)于A、 B、 C三相的三個(gè)芯柱上分別繞制有兩個(gè)匝數(shù)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(gè) 繞組；X2上繞制有L21和L22兩個(gè)繞組；X3上繞制有L31和L32兩個(gè)繞組。Lll首 端和系統(tǒng)A相連接，末端和L22末端相連；L21首端和系統(tǒng)B相連接，末端和L32 末端相連；L31首端和系統(tǒng)C相連接，末端和L12末端相連；L12、 L22、 L32的首 端連接到一起后和系統(tǒng)中性線N連接。鐵芯1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，由三個(gè)在空間完 全對(duì)稱，空間位置角互差120。的芯柱X1、 X2和X3構(gòu)成，鐵軛為圓形，由上鐵軛 El和下鐵軛E2構(gòu)成。
權(quán)利要求
1. 一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置，其特征在于包括鐵芯(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(gòu)成；線圈(2)由繞組L11、L12、L21、L22、L31、L32構(gòu)成；鐵芯(1)對(duì)應(yīng)于A、B、C三相的三個(gè)芯柱上分別繞制有兩個(gè)匝數(shù)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(gè)繞組；三相芯柱X2上繞制有L21和L22兩個(gè)繞組；三相芯柱X3上繞制有L31和L32兩個(gè)繞組；繞組L11首端和系統(tǒng)A相連接，末端和繞組L22末端相連；繞組L21首端和系統(tǒng)B相連接，末端和繞組L32末端相連；繞組L31首端和系統(tǒng)C相連接，末端和繞組L12末端相連；繞組L12、L22、L32的首端連接到一起后和系統(tǒng)中性線N連接。
2、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于鐵芯(1)由三個(gè)在 空間完全對(duì)稱，空間位置角互差120°的芯柱X1、 X2和X3構(gòu)成，鐵軛 為圓形，由上鐵軛E1和下鐵軛E2構(gòu)成。
3、 按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于線圈(2)的六個(gè)繞 組匝數(shù)相等，結(jié)構(gòu)一致。
全文摘要
一種低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置，屬于電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)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(gòu)成；線圈(2)由繞組L11、L12、L21、L22、L31、L32構(gòu)成；鐵芯(1)對(duì)應(yīng)于A、B、C三相的三個(gè)芯柱上分別繞制有兩個(gè)匝數(shù)相同繞組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所述的低壓配電網(wǎng)中性線諧波抑制裝置不需要電容器、機(jī)械零件和電子控制設(shè)備，因此，具有體積小，成本低，受系統(tǒng)參數(shù)變化影響小；不會(huì)引發(fā)諧波放大或諧波諧振等問題；免維護(hù)、過載能力強(qiáng)，可靠性高。
文檔編號(hào)H02J3/01GK101291065SQ20081011225
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者勇 侯, 單任仲, 宋祺鵬, 尹忠東, 張春江, 薛金會(huì), 高明杰 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué);華北電網(wǎng)有限公司廊坊供電公司