專利名稱：三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種濾波成套裝置，具體地說，涉及三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置。技術(shù)背景 隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的非線性負(fù)載、特別是越來越多的采用電力電子技術(shù)的用電負(fù)荷急劇增加，大量的高次諧波回饋到供電系統(tǒng)。在交流電力系統(tǒng)中，如整流器、變頻器、電力機(jī)車、金屬冶煉、晶體制造、調(diào)溫調(diào)光等非線性負(fù)荷產(chǎn)生大量高次諧波，如果高次諧波回饋到供電系統(tǒng)中，在供配電線路上疊加，引起電壓畸變，同時(shí)由于集膚效應(yīng)的影響，使供配電線路和變壓器異常發(fā)熱，導(dǎo)致過負(fù)荷故障1.變壓器過載，溫升加大，減小使用容量，加速絕緣老化，減少使用壽命。2.電壓畸變，電壓畸變影響同母線上的用電負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，降低產(chǎn)品的合格率，特別是精密加工設(shè)備，受電壓畸變的影響比較大。3.降低功率因數(shù)，引起繼保誤動(dòng)作，損壞補(bǔ)償電容器。現(xiàn)有的濾除高次諧波的方式為采用傳統(tǒng)LC濾波器或者APF濾波器，LC濾波器濾波效果受系統(tǒng)參數(shù)的影響，APF濾波器成本相對(duì)較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高，維修困難，且使用壽命受到其部件局限。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服以上缺陷，提供一種成本低，結(jié)構(gòu)新穎，元器件成熟穩(wěn)定，可靠性高，效果明顯的三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置。此裝置特別適合功率因數(shù)較高，諧波含量較大的用電場(chǎng)合。 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的一種技術(shù)方案是這樣的，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組、出線感抗組、濾波感抗組及濾波容抗組進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。 另一種技術(shù)方案是這樣的，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組、出線感抗組、二組以上的濾波感抗組及二組以上的濾波容抗組；進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個(gè)濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個(gè)濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。其包括頻殊感抗、濾波電容及配套的開關(guān)和保護(hù)措施。頻殊感抗由進(jìn)線感抗Lin、出線感抗Lout和濾波感抗Lf組成，進(jìn)線感抗和出線感抗與非線性負(fù)荷串聯(lián)，濾波感
抗和濾波容抗并聯(lián)后與非線性負(fù)荷并聯(lián)。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、性能優(yōu)異 a)高次諧波濾除率可達(dá)到90% ; b)成套裝置損耗小于裝置容量的0. 5% ; c)有效改善電壓畸變，降低變壓器和電纜、母排溫升； 2、可靠性高 d)配備了合理的保護(hù)措施，旁路過程不間斷供電； e)由傳統(tǒng)的、技術(shù)成熟的元器件組成，可靠性高； f)容性器件不會(huì)和系統(tǒng)諧振，不會(huì)給系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來隱患。 3、成本低廉 g)結(jié)構(gòu)新穎，原理簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的研究和設(shè)計(jì)； h)主要原材料為電力電線、硅鋼片、電容器等傳統(tǒng)材料，成本低，采購容易；[0018] i)制造過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)設(shè)備、工序和檢測(cè)流程都較常規(guī)，易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。[0019] 4、簡(jiǎn)單易行 j)不同等級(jí)的成套裝置變化小，形式固定； k)全自動(dòng)控制，不需要人工操作，濾波效果不受系統(tǒng)參數(shù)影響；[0022] 1)由于基波容量小，沒有電力電子器件，結(jié)構(gòu)緊湊，體積?。籟0023] m)選型容易，安裝方便，特別適合中小容量負(fù)荷的諧波治理。 鑒于以上諸多有點(diǎn)，在有高次諧波電能質(zhì)量問題的配電系統(tǒng)，特別是功率因數(shù)比較高，諧波含量比較大的通訊，石油，晶體，冶金行業(yè)，本實(shí)用新型的串聯(lián)濾波成套裝置可以得到廣泛使用。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1的另一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1的又一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的一種使用結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本實(shí)用新型的電器接線圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳述[0034] 實(shí)施例一 如圖1所示，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組Lin、出線感抗組Lout、濾波感抗組Lf及濾波容抗組Cf ;進(jìn)線感
4抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、 B、 C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。其電器接線方式如圖8所示。 使用時(shí)，由于進(jìn)線感抗組Lin和出線感抗組Lout與進(jìn)線A、 B、 C及出線a、 b、 c串聯(lián)，濾波感抗組Lf和濾波容抗組Cf串聯(lián)后接于進(jìn)線感抗組Lin和出線感抗組Lout之間，與負(fù)荷為并聯(lián)關(guān)系。進(jìn)線感抗組與出線感抗組同名端相異，基波磁場(chǎng)矢量角為180° ，因此兩者串聯(lián)之后等效的基波阻抗很小，引起的電壓降也很小，不會(huì)對(duì)負(fù)荷的正常工作產(chǎn)生影響；濾波感抗組和濾波容抗組串聯(lián)后調(diào)諧在特定的特征次諧波頻率處，組成濾波支路，對(duì)諧波形成一個(gè)低阻抗"陷阱"；高次諧波經(jīng)過出線感抗組，由于進(jìn)線感抗組的諧波阻抗很大，濾波支路的諧波阻抗很小，所以分流后大部分高次諧波流入濾波支路，實(shí)現(xiàn)對(duì)高次諧波的治理。[0037] 如圖2所示，當(dāng)其通過基波電流向負(fù)載load供電時(shí)，由于進(jìn)線感抗組Lin和出線感抗組Lout等效的基波阻抗很小，所以無功損耗和電壓降都很小，可以忽略不計(jì)；濾波感抗組和濾波容抗組的基波阻抗為一設(shè)定值，補(bǔ)償一定的基波無功功率，在不要求功率因數(shù)時(shí)基波補(bǔ)償容量可以設(shè)計(jì)的很小，在達(dá)到濾波效果的同時(shí)不至于系統(tǒng)過補(bǔ)償。當(dāng)負(fù)載反饋高次諧波時(shí)，進(jìn)線感抗組提供一定的諧波阻抗，再加上系統(tǒng)阻抗共同構(gòu)成電源阻抗；濾波感抗組和濾波容抗組構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路提供諧波阻抗很小的濾波阻抗，濾波阻抗和電源阻抗分流高次諧波，高次諧波大部分流入濾波感抗。綜合來說，串聯(lián)濾波成套裝置可以高效的通過基波電流向負(fù)載供電而分流負(fù)載反饋的大部分高次諧波電流。 如圖3所示，本實(shí)用新型的一臺(tái)濾波裝置下面可以帶多臺(tái)小容量負(fù)載loadl、1oad2。 如圖4所示，二臺(tái)本實(shí)用新型并在A、 B、 C三相交流電上。[0040] 實(shí)施例二 如圖5所示，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組Lin、出線感抗組Lout、二組以上的濾波感抗組Lfl…Lfn及二組以上的濾波容抗組Cfl…Cfn ;進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個(gè)濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個(gè)濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。 本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的濾波感抗組和濾波容抗組由n部分
組成，此設(shè)計(jì)是可以跟蹤負(fù)荷變化，在達(dá)到很好的濾波效果的同時(shí)動(dòng)態(tài)保證電源側(cè)的功率
因數(shù)，本實(shí)施例裝置容量根據(jù)負(fù)荷自然功率因數(shù)和目標(biāo)功率因數(shù)計(jì)算而定，基波補(bǔ)償容量
可以較大，安裝后負(fù)荷功率因數(shù)可以達(dá)到0. 95以上，諧波濾除率達(dá)到90%。 如圖6所示，本實(shí)用新型的一臺(tái)濾波裝置帶一臺(tái)負(fù)載。 實(shí)施例三[0045] 如圖7所示，本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例適用三相四線制電力系統(tǒng)，裝置提供一條專用的N線給負(fù)荷使用。
權(quán)利要求三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組(Lin)、出線感抗組(Lout)、濾波感抗組(Lf)及濾波容抗組(Cf)；進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗與三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。
2. 三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組(Lin)、出線感抗組(Lout)、二組以上的濾波感抗組及二組以上的濾波容抗組；進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個(gè)濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個(gè)濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，特點(diǎn)是包括互相串聯(lián)的進(jìn)線感抗組、出線感抗組、濾波感抗組及濾波容抗組；也可以是二組以上的濾波感抗組及濾波容抗組；進(jìn)線感抗組包括三只進(jìn)線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進(jìn)線感抗與三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進(jìn)線接進(jìn)線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進(jìn)線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進(jìn)線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點(diǎn)，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點(diǎn)。其具有性能優(yōu)異、可靠性高、成本低廉及簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201509077SQ20092023705
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者吳軍營, 吳景營, 歐陽乾贊 申請(qǐng)人:于良中