專利名稱：交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，屬于能實(shí)現(xiàn)高效環(huán)保型交直流電能變換的關(guān)鍵技術(shù)與裝備，可廣泛應(yīng)用于化工、冶金、鋼鐵等需要交直流電能變換的工業(yè)用戶，地鐵牽引及配電網(wǎng)交直流電能變換系統(tǒng)，以及高壓/超高壓直流輸電換流站。
背景技術(shù)：
由于電力電子整流裝置的特性，交直流電能變換系統(tǒng)中均存在諧波污染嚴(yán)重、損耗大、運(yùn)行效率低、振動(dòng)及噪音大等問題，造成一定程度的電能浪費(fèi)。并且，諧波電流流入電網(wǎng)側(cè)，對(duì)電網(wǎng)也造成一定的污染，影響電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成繼電保護(hù)誤動(dòng)， 并對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)形成干擾。傳統(tǒng)解決方法主要有兩種一種是采用多重化整流的方案，通過增加移相變壓器， 或者在整流變壓器一次側(cè)配置移相繞組，實(shí)現(xiàn)多重化整流。該方法雖能在一定程度上解決上述的一些問題，但由于增加了移相變壓器或移相繞組，使得變壓器部分材料利用率降低， 初期投資成本增加；由于多重化整流，使得電力電子變流裝置(晶閘管、可控硅、二極管等) 在工作周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間減少，降低了設(shè)備使用率；并且，多重化整流使得整個(gè)交直流變換系統(tǒng)的電氣接線變得復(fù)雜，多個(gè)整流單元需要協(xié)調(diào)工作，這給控制帶來了一定的難度，降低了交直流變換系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。另一種方法是采用諧波抑制與無功補(bǔ)償技術(shù)，這同樣能在一定程度上解決上述一些問題，但由于濾波與功補(bǔ)裝置一般并接于電網(wǎng)側(cè)，濾波效果受系統(tǒng)阻抗的影響較大，容易與系統(tǒng)阻抗發(fā)生串/并聯(lián)諧振，引起某些次諧波電流的放大，這同樣會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成消極影響。不僅如此，上述兩種方法都只是被動(dòng)式地解決諧波與無功對(duì)電網(wǎng)的不良影響，至于諧波與無功對(duì)直流電站本身帶來的危害卻沒有得到任何的改善。由于電力電子整流器的非線性而產(chǎn)生的諧波與無功在交直流電能變換系統(tǒng)主電氣設(shè)備中自由流通，這勢(shì)必會(huì)造成一定程度上的運(yùn)行損耗，縮短了主設(shè)備的使用壽命，并且使得整個(gè)交直流電能變換系統(tǒng)的噪音增大，效率降低。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決交直流電能變換系統(tǒng)損耗大、效率低、諧波大、噪音大、振動(dòng)大等問題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，該交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)能有效屏蔽諧波，起到節(jié)能環(huán)保的作用。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，包括交流電源、整流變壓器、整流器、 直流負(fù)載和調(diào)諧與功補(bǔ)裝置，所述的整流變壓器的高壓網(wǎng)側(cè)繞組與交流電源相接，整流變壓器的低壓閥側(cè)繞組接整流器的輸入端，整流器的輸出端接直流負(fù)載，整流變壓器還包括設(shè)置在高壓網(wǎng)側(cè)繞組和低壓閥側(cè)繞組之間的屏蔽繞組(即濾波繞組)，屏蔽繞組接調(diào)諧與功補(bǔ)裝置。[0007]調(diào)諧與功補(bǔ)裝置指濾波與無功補(bǔ)償裝置。在交流電源和整流變壓器之間串聯(lián)有有載調(diào)壓變壓器，或者，整流變壓器的高壓網(wǎng)側(cè)繞組為有載調(diào)壓型繞組。屏蔽繞組(濾波繞組)位于整流變壓器高壓網(wǎng)側(cè)繞組和低壓閥側(cè)繞組之間，屏蔽繞組(濾波繞組)采用三角形接線，高壓網(wǎng)側(cè)繞組采用星形接線。交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)還包括調(diào)諧與功補(bǔ)裝置。整流器觸發(fā)角在7° 10°范圍內(nèi)。調(diào)諧與功補(bǔ)裝置由多個(gè)濾波器組成。有益效果本實(shí)用新型以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合節(jié)能為目標(biāo)，優(yōu)化配置交直流電能變換系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備，其中，新型整流變壓器采用多繞組結(jié)構(gòu)型式，分為高壓網(wǎng)側(cè)繞組、屏蔽繞組(即濾波繞組)、低壓閥側(cè)繞組。屏蔽繞組布置在高壓繞組和低壓繞組之間，短路阻抗很小或者近似為0。通過在屏蔽繞組連接調(diào)諧與恒功率因數(shù)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效屏蔽以及高功率因數(shù)的恒定控制；閥側(cè)繞組接整流器，通過整流變壓器有載調(diào)壓和整流器觸發(fā)角的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)直流電流的在線調(diào)節(jié)與控制，并且，在協(xié)調(diào)控制過程中確保整流器的觸發(fā)角穩(wěn)定在T 10°范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)的高效率最優(yōu)運(yùn)行。本實(shí)用新型的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)不僅能提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率， 而且能實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的恒定控制和良好的諧波屏蔽，降低站內(nèi)主電氣設(shè)備的電磁噪音， 起到節(jié)能環(huán)保的作用。本實(shí)用新型在提高直流電站運(yùn)行效率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的恒定控制，并且將含量較大的諧波屏蔽在新型整流變壓器的二次側(cè)繞組，大大降低了整流變壓器的諧波損耗，以及由高頻分量所引起的振動(dòng)與噪音。

圖1為交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號(hào)說明1.交流電源，2.新型整流變壓器，3.整流器，4.直流負(fù)載，5.調(diào)諧與恒功率因數(shù)控制裝置，6.調(diào)諧與功補(bǔ)裝置，7.可控電抗器。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1 如圖1，整流變壓器采用三繞組結(jié)構(gòu)型式，其高壓網(wǎng)側(cè)繞組采用星形接線，輸入端接電網(wǎng)或者發(fā)電端(即交流電源)，其低壓閥側(cè)繞組輸出端與整流器相連接，構(gòu)成6脈波或 12脈波基本單元。而其屏蔽繞組(濾波繞組)采用三角形接線，布置在高壓繞組和低壓繞組之間，輸出端接調(diào)諧與恒功率因數(shù)控制裝置。整流器的輸出端與直流負(fù)載相連接。特別說明的是，整流變壓器的高壓網(wǎng)側(cè)繞組需要具備有載調(diào)壓的能力，或者，在交流電源和新型整流變壓器之間串聯(lián)有載調(diào)壓變壓器，其作用是在保證整流器觸發(fā)角在7° 10°范圍內(nèi)， 通過有載調(diào)壓，調(diào)節(jié)新型整流變壓器低壓閥側(cè)輸出電壓，從而起到在確保直流供電系統(tǒng)高效率運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)的恒直流電流控制。調(diào)諧與恒功率因數(shù)控制裝置中的調(diào)諧與功補(bǔ)裝置可由具有不同結(jié)構(gòu)型式的感應(yīng)濾波器感應(yīng)濾波器為常用的濾波器，例如LC、SVC濾波器等組成，其作用是對(duì)由整流器產(chǎn)生的主要諧波電流加以調(diào)諧引流，使之與高壓網(wǎng)側(cè)隔離屏蔽，并且，調(diào)諧與功補(bǔ)裝置的無功補(bǔ)償容量按額定工況下整流器的無功需求加以設(shè)計(jì)，再按最小運(yùn)行損耗的無功分配原則，分配到調(diào)諧與功補(bǔ)裝置中的各次調(diào)諧與功補(bǔ)裝置中去。可控電抗器可輸出動(dòng)態(tài)連續(xù)的感性無功補(bǔ)償量，其作用是在非額定工況下， 若調(diào)諧與功補(bǔ)裝置的無功補(bǔ)償量出現(xiàn)過補(bǔ)，則通過可控電抗器在一定范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)平衡這部分過量的無功補(bǔ)償容量，起到恒功率因數(shù)控制的目的。
權(quán)利要求1.一種交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，包括交流電源、整流變壓器、整流器、直流負(fù)載和調(diào)諧與功補(bǔ)裝置，所述的整流變壓器的高壓網(wǎng)側(cè)繞組與交流電源相接，整流變壓器的低壓閥側(cè)繞組接整流器的輸入端，整流器的輸出端接直流負(fù)載，整流變壓器還包括設(shè)置在高壓網(wǎng)側(cè)繞組和低壓閥側(cè)繞組之間的屏蔽繞組，屏蔽繞組接調(diào)諧與功補(bǔ)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，在交流電源和整流變壓器之間串聯(lián)有有載調(diào)壓變壓器或高壓網(wǎng)側(cè)繞組為有載調(diào)壓型繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，屏蔽繞組采用三角形接線，高壓網(wǎng)側(cè)繞組采用星形接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，還包括調(diào)諧功補(bǔ)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，整流器觸發(fā)角在7° 10°范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)諧與功補(bǔ)裝置由多個(gè)濾波器組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)，包括交流電源、整流變壓器、整流器、直流負(fù)載和調(diào)諧與功補(bǔ)裝置，所述的整流變壓器的高壓網(wǎng)側(cè)繞組與交流電源相接，整流變壓器的低壓閥側(cè)繞組接整流器的輸入端，整流器的輸出端接直流負(fù)載，整流變壓器還包括設(shè)置在高壓網(wǎng)側(cè)繞組和低壓閥側(cè)繞組之間的屏蔽繞組，屏蔽繞組接調(diào)諧與功補(bǔ)裝置。該交直流變換節(jié)能濾波低噪音集成系統(tǒng)能有效屏蔽諧波，起到節(jié)能環(huán)保的作用。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202142980SQ20112021908
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者周明玉, 黃文濤 申請(qǐng)人:湖南華大電工高科技有限公司