一種鏈?zhǔn)綖V波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鏈?zhǔn)綖V波器，屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，該濾波器電路結(jié)構(gòu)具有濾波頻譜廣泛、濾波補(bǔ)償效果好、不發(fā)生諧波放大、本身能耗低的特點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)受季節(jié)性溫度變化而產(chǎn)生偏差時(shí)，如系統(tǒng)頻率，濾波器中的電容、電感，該濾波器的濾波效果也不會受其影響，該裝置在治理電力系統(tǒng)濾波污染方面，有重大的作用。
【專利說明】一種鏈?zhǔn)綖V波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鏈?zhǔn)綖V波器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于電力電子設(shè)備的應(yīng)用日益普遍，工業(yè)、民用負(fù)荷產(chǎn)生的諧波數(shù)值大，頻譜分布也很廣泛，不但有常見的3、5、7、11次諧波，也有數(shù)值不小的偶次諧波和直到47次的高次諧波，導(dǎo)致濾波電路成本提高，耗能大；此外，現(xiàn)有的濾波電路，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)(如系統(tǒng)頻率，濾波器中的電容和電感)由于季節(jié)溫度變化產(chǎn)生偏差時(shí)，會影響濾波效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種鏈?zhǔn)綖V波器，以達(dá)到有效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能地進(jìn)行濾除諧波，提高濾波補(bǔ)償效果的目的。
[0004]—種鏈?zhǔn)綖V波器，包括II個(gè)電容、II個(gè)電感和11-1個(gè)無感電阻，其中，所有電容的一端相連接，所有電感的一端相連接，并且每個(gè)電容的另一端對應(yīng)連接一個(gè)電感的另一端，形成II條串聯(lián)支路；所述的無感電阻設(shè)置于相鄰兩條串聯(lián)支路之間，即無感電阻一端連接于一條串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)，無感電阻另一端連接于相鄰串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)。
[0005]所述的為整數(shù)，取值根據(jù)實(shí)際需求而定。
[0006]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):
[0007]本實(shí)用新型一種鏈?zhǔn)綖V波器，該濾波器電路結(jié)構(gòu)具有濾波頻譜廣泛、濾波補(bǔ)償效果好、不發(fā)生諧波放大、本身能耗低的特點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)受季節(jié)性溫度變化而產(chǎn)生偏差時(shí)，如系統(tǒng)頻率，濾波器中的電容、電感，該濾波器的濾波效果也不會受其影響，該裝置在治理電力系統(tǒng)濾波污染方面，有重大的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的鏈?zhǔn)綖V波器結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的4次鏈?zhǔn)綖V波器結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的接入4次鏈?zhǔn)綖V波器后，供電變壓器諧波放大系數(shù)與諧波次數(shù)的關(guān)系示意圖；
[0011]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的2組4次鏈?zhǔn)綖V波器投入后效果圖；
[0012]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例3的3組2次鏈?zhǔn)綖V波器，2組3次鏈?zhǔn)綖V波器和6組4次鏈?zhǔn)綖V波器投入后效果圖；
[0013]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例4的2組3次鏈?zhǔn)綖V波器投入后效果圖；
[0014]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例4的2組3次鏈?zhǔn)綖V波器的阻抗頻率特性示意圖，其中，曲線為濾波器的阻抗，斜線為系統(tǒng)阻抗；
[0015]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例4的2組3次鏈?zhǔn)綖V波器的放大系數(shù)的頻率特性示意圖，其中，圖仏)為第一組3次鏈?zhǔn)綖V波器的放大系數(shù)的頻率特性，圖(幻為第二組3次鏈?zhǔn)綖V波器的放大系數(shù)的頻率特性。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，鏈?zhǔn)綖V波器包括!1個(gè)電容、!1個(gè)電感和!1-1個(gè)無感電阻，其中，所有電容的一端相連接，所有電感的一端相連接，并且每個(gè)電容的另一端對應(yīng)連接一個(gè)電感的另一端，形成II條串聯(lián)支路；所述的無感電阻設(shè)置于相鄰兩條串聯(lián)支路之間，即無感電阻一端連接于一條串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)，無感電阻另一端連接于相鄰串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)。根據(jù)實(shí)測得到的諧波分布，選用從2到次的鏈?zhǔn)骄€路，確定“......匕，
“......、，“......1的參數(shù)，得到最佳濾波效果。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述的II為整數(shù)，本實(shí)用新型實(shí)施例中II = 4，一個(gè)4次鏈?zhǔn)綖V波器，接于一臺4001^八的供電變壓器的0.40.側(cè)。該變壓器的短路阻抗為4%，高壓側(cè)為10.,10.連接點(diǎn)的短路容量10017八。該變壓器的負(fù)荷產(chǎn)生3、5、7、11、13為主的奇次諧波并有一定數(shù)量的4、6偶次諧波。本實(shí)用新型實(shí)施例中，無感電阻采用申請日為2011年8月1日，申請?zhí)枮?2011102190967的“一種大功率無感線繞電阻器”。
[0020]圖3為接入鏈?zhǔn)綖V波器后，該系統(tǒng)的諧波放大系數(shù)與諧波次數(shù)的關(guān)系；放大系數(shù)是指當(dāng)諧波源注入1個(gè)單位的諧波電流時(shí)，注入系統(tǒng)的諧波電流值。當(dāng)放大系數(shù)在某個(gè)次數(shù)小于1時(shí)，表示投入該濾波系統(tǒng)后有濾波作用，放大系數(shù)愈小，濾波作用愈強(qiáng)；相反如放大系數(shù)在某個(gè)次數(shù)大于1，則表示該濾波系統(tǒng)在這個(gè)次數(shù)下發(fā)生放大，放大系數(shù)愈大放大愈嚴(yán)重。由圖3可知，鏈?zhǔn)綖V波器在特征頻率次數(shù)3、5、7都有良好的濾波效應(yīng)，而在整個(gè)頻域從3次到12次，除了在3次、4次之間有諧波放大外(實(shí)際上在3次、4次之間不存在諧波源)，都呈現(xiàn)出良好的濾波效應(yīng)，而且在主要特征諧波5、7次上，曲線十分平滑。
[0021]由上述內(nèi)容可知，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)如系統(tǒng)頻率、濾波器中的電容和電感，受季節(jié)性溫度變化而產(chǎn)生偏差時(shí)，也不會影響這種濾波器的濾波效果，這種濾波器在治理電力系統(tǒng)濾波污染，有重大的作用。
[0022]現(xiàn)以三個(gè)工程實(shí)例來證明本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用效果:
[0023]實(shí)施例2
[0024]在該工程實(shí)例，針對于一個(gè)容量為4001^八，變比為10./0.4.,短路阻抗皿=0.04的變壓器，該變壓器接在短路容量為1001乂八的10.網(wǎng)絡(luò)，其0.4.為6脈動的整流負(fù)荷，正常工作時(shí)有功功率？ = 320X1，無功功率^ = 3101(^1？，產(chǎn)生3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,13次諧波，諧波電流分別為:26110.5八、10718^72.2八、7.5八、14八、4.2八、52.5八、9八、45八，致使0.4.母線的電壓總畸變率達(dá)到8.556%，功率因數(shù)=0.7182 ；
[0025]在該工程實(shí)例中，為了提高功率因數(shù)和消除諧波，投入了 2組4次鏈?zhǔn)綖V波器，無感電阻采用申請日為2011年8月1日，申請?zhí)枮?2011102190967的“一種大功率無感線繞電阻器”。
[0026]如圖4所示，方直圖表示原來諧波電流，3號線條為國標(biāo)允許值，2號線條為投入上述2組鏈?zhǔn)綖V波器后的諧波電流，1號線條為流入鏈?zhǔn)綖V波器的諧波電流；由圖4可知，該鏈?zhǔn)綖V波器具有良好的濾波效果，未投入鏈?zhǔn)綖V波器前，3、7、11、13次諧波都嚴(yán)重超標(biāo)，投入鏈?zhǔn)綖V波器后，均已小于國標(biāo)68/114549-93的允許值，此諧波大部分被濾波器吸收。
[0027]該實(shí)施例中，將這2組鏈?zhǔn)綖V波器投入運(yùn)行后效果如下:
[0028]籲0.4.母線的電壓畸變率從8.556%降低到2.1266% ；
[0029]籲功率因數(shù)由0.7182上升到接近于1.0；
[0030]籲0.4.進(jìn)線的總電流由660.46^下降到464.12八，下降了 29.72% ；
[0031]總諧波電流由150.48八下降到45.43八，下降了 69.8% ；
[0032]籲阻尼電阻參數(shù)中損耗值小，說明鏈?zhǔn)綖V波器自身損耗?。?br> [0033]實(shí)施例3
[0034]本實(shí)施例中，某供電變壓器具參數(shù)為:容量為12001^4，變比為10./0.4.，短路阻抗皿=0.046，接在短路容量為1001乂八的10.網(wǎng)絡(luò)，其0.4.為綜合負(fù)荷，正常工作時(shí)有功功率？ = 816X1，無功功率(1 = 6121(^1？，產(chǎn)生從2到25次諧波，諧波電流分別為:4.3303八、95.2656八、6.0624八、280.6005八、2.5982八、19.9769八、1.7321八、4.3303八、3.4642八、116.0508八、2.5982八、85.9122八、3.4642八、6.0624八、1.7321八、60.6236八、3.4642八、30.8314八、
3.4642^17.7540八、1.7321八、18.4122八、1.7321八、4.8499八；致使 0.4.母線的電壓總畸變率達(dá)到9.0386%，功率因數(shù)=0.80。
[0035]為了提高功率因數(shù)和消除諧波，本實(shí)施例中，投入了 3組2次鏈?zhǔn)綖V波器、2組3次鏈?zhǔn)綖V波器和6組4次鏈?zhǔn)綖V波器，總補(bǔ)償容量為607.77^^,使功率因數(shù)達(dá)到1.0，0.4.母線的電壓總畸變率降到3.1972%，總電流由1526.49八下降到1188.05八，其總諧波電流由403.16八，下降到 155.47八，減少了 61.43%。
[0036]如圖5所示，方直圖顯示原來諧波電流，3號線條為國標(biāo)允許值，2號線條為投入上述濾波器后的諧波電流，1號線條為流入濾波器的諧波電流；由圖5可知，上述濾波器有良好的濾波效果，投入濾波器前，5、7、11、13、17次諧波都嚴(yán)重超標(biāo)，投入濾波器后，3、5、7、11、13、17、19、21、23次諧波大部分被濾波器吸收，所有諧波均已小于國標(biāo)部/114549-93的允許值。本實(shí)施例中，阻尼電總損耗(每相)=1.60460(1]
[0037]實(shí)施例4
[0038]本實(shí)施例為35?的濾波系統(tǒng)，某用電弧爐煉鋼的冶煉廠，其供電變壓器的參數(shù)為:容量為200001(^，變比為110./35.，短路阻抗皿=0.05，接在短路容量為750,八的110^網(wǎng)絡(luò)，其35.母線的負(fù)荷，有功功率？ = 12000X1，無功功率0 = 9000^^,功率因數(shù)=0.80，35.注入的諧波為:2、3、4、5、7次，其分別為18八、31八、12八、16八、12.5八，致使35.母線的諧波電流全都超過國標(biāo)⑶限值，351^母線的諧總畸變率達(dá)3.78%也超過國標(biāo)⑶/114549-93 的限值 3% ；
[0039]為了提高功率因數(shù)和消除諧波，本實(shí)施例中投入了 2組3次鏈?zhǔn)綖V波器，無感電阻采用申請日為2011年8月1日，申請?zhí)枮?2011102190967的“一種大功率無感線繞電阻器”；總補(bǔ)償容量為8956.961^八1？，如圖6所示，使功率因數(shù)達(dá)到1.0，35.母線的電壓總畸變率降為1.6875%，其總諧波電流減少了 50%，使所有2、3、4、5、7次注入系統(tǒng)的諧波都小于⑶所規(guī)定的限值；圖6中，方直圖顯示原來諧波電流，3號線條為國標(biāo)充許值，2號線條為投入上述2組濾波器后的諧波電流，1號線條為流入濾波器的諧波電流，投入濾波器前2、3、
4、5、7次諧波電流都超標(biāo)，2組3次鏈?zhǔn)綖V波器投入后，所有諧波都小于國標(biāo)⑶/114549-93的限值。
[0040]如圖7和圖8中圖⑷和圖㈦所示，鏈?zhǔn)綖V波器在所需要的特征頻率2、3、4、5、7下有很好濾波作用，而且在這些頻率下曲線很平滑，這說明當(dāng)系統(tǒng)頻率或?yàn)V波器元件參數(shù)因環(huán)境溫度不同而發(fā)生變動時(shí)對濾波效的影響不大；本實(shí)施例中，阻尼電總損耗(每相)=6.573爾；
[0041]結(jié)合上述數(shù)據(jù)，可以看到鏈?zhǔn)綖V波器，有十分優(yōu)越的濾波和補(bǔ)償效果，它用于廣泛的電壓等級系統(tǒng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種鏈?zhǔn)綖V波器，其特征在于:包括η個(gè)電容、η個(gè)電感和n-1個(gè)無感電阻，其中，所有電容的一端相連接，所有電感的一端相連接，并且每個(gè)電容的另一端對應(yīng)連接一個(gè)電感的另一端，形成η條串聯(lián)支路；所述的無感電阻設(shè)置于相鄰兩條串聯(lián)支路之間，即無感電阻一端連接于一條串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)，無感電阻另一端連接于相鄰串聯(lián)支路中電容與電感的交點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)綖V波器，其特征在于:所述的η為整數(shù)，取值根據(jù)實(shí)際需求而定。
【文檔編號】H02J3/01GK204230900SQ201420614604
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】肖惕, 劉學(xué)寶, 肖裕, 胡中奇, 張巍, 孫世明 申請人:沈陽鼎盛中貝機(jī)電設(shè)備有限公司