標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于供電或配電系統(tǒng)減少諧波或波紋的裝置領(lǐng)域，具體為一種標(biāo)準(zhǔn)配 置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，低壓無功補(bǔ)償及諧波治理的主流產(chǎn)品是帶有抑制諧波功能的無功補(bǔ)償產(chǎn) 品，通常采用電抗率為6%的L-C串聯(lián)回路，即將該回路并聯(lián)諧振頻率降低到系統(tǒng)產(chǎn)生的最 低次5次諧波頻率以下（或采用電抗率為13%的L-C串聯(lián)回路對應(yīng)系統(tǒng)可能產(chǎn)生最低次3 次諧波）。該產(chǎn)品之所以稱為有抑制諧波功能的無功補(bǔ)償產(chǎn)品是因?yàn)樵摦a(chǎn)品使系統(tǒng)在諧波 頻率時呈感性電路，防止并聯(lián)諧振及諧波放大，而在基波頻率時呈容性電路以達(dá)無功補(bǔ)償 目的。目前，同類產(chǎn)品在諧波治理方面僅能濾除最低次5次（或3次）諧波的10%~30%， 而基本沒有濾除最低次5次（或3次）以上諧波的功能。
[0003] 現(xiàn)有的低壓諧波治理產(chǎn)品還有非標(biāo)的無源濾波產(chǎn)品及有源濾波產(chǎn)品等，其中非標(biāo) 的無源濾波產(chǎn)品因需要專業(yè)諧波計(jì)算或諧波測量等配合選型等原因，有源濾波產(chǎn)品也因高 成本等原因均使這類產(chǎn)品選用受到很大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低成本、多功能、方便選型的減少諧波的設(shè) 備，本發(fā)明公開了一種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置。
[0005] 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的：
[0006] -種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，包括濾波單元，每支濾波單元包 括串聯(lián)連接的電容器和電感器，其特征是：濾波單元分成3組濾波支路，分別是：5次諧波濾 波支路，7次諧波濾波支路，11次諧波濾波支路；所述的濾波支路都并聯(lián)在連接供電端和負(fù) 載的供電線與接地端之間；設(shè)5次諧波濾波支路、7次諧波濾波支路和11次諧波濾波支路 的電容量分別為Q 5、Q7和Qn，則：
[0007]
[0008] (1)式中：15--5次諧波電流，取基波電流L的20%估算，
[0009] 17--7次諧波電流，取基波電流I i的14 %估算，
[0010] In--11次諧波電流，取基波電流L的9. 1 %估算；
[0011] 任何濾波支路電容器的電容量配置與諧波量的不匹配，都將威脅電容器的安全運(yùn) 行，或額外增加電容器的電容量。
[0012] 所述的標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，其特征是：
[0013] 5次諧波濾波支路由4支濾波單元并聯(lián)連接組成，各支濾波單元內(nèi)電感器的電抗 率都為4. 6% ;
[0014] 7次諧波濾波支路由2支濾波單元并聯(lián)連接組成，各支濾波單元內(nèi)電感器的電抗 率都為2. 4% ;
[0015] 11次諧波濾波支路由1支濾波單元組成，濾波單元內(nèi)電感器的電抗率為1% ;
[0016] 各組濾波支路電抗率的設(shè)置原則是：不增加目前常用的無功補(bǔ)償產(chǎn)品（抑制諧波 型無功補(bǔ)償產(chǎn)品）的電容量，在進(jìn)行5次、7次、11次濾波時既可保證流經(jīng)電容器的電流和 加載電容器的電壓都在安全范圍內(nèi)，又使5次、7次、11次諧波電流的濾波率達(dá)到50%以上， 該功能通過仿真計(jì)算得以確認(rèn)。
[0017] 本發(fā)明具有低成本（與僅帶有抑制諧波功能的無功補(bǔ)償產(chǎn)品成本相當(dāng)）、功能強(qiáng) 大（帶有5次、7次和11次濾波功能的無功補(bǔ)償）、及方便選型（無需專業(yè)諧波計(jì)算或諧波 測量等配合選型）等特點(diǎn)，通過電容器和電抗器串聯(lián)回路的合理組合和相關(guān)技術(shù)參數(shù)的最 優(yōu)設(shè)置，設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償產(chǎn)品，能滿足絕大部分工業(yè)用低壓動 力變壓器的無功補(bǔ)償及諧波治理需求。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] -種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，包括濾波單元10,如圖1所示，具 體結(jié)構(gòu)是：
[0022] 每支濾波單元10包括串聯(lián)連接的電容器101和電感器102,濾波單元10分成3組 濾波支路，分別是：由4支濾波單元1并聯(lián)連接組成的5次諧波濾波支路11，由2支濾波單 元1并聯(lián)連接組成的7次諧波濾波支路12,由1支濾波單元1組成的11次諧波濾波支路 13 ;所述的濾波支路都并聯(lián)在連接供電端2 (-般為變壓器的輸電端）和負(fù)載3的供電線與 接地端之間；設(shè)5次諧波濾波支路11、7次諧波濾波支路12和11次諧波濾波支路13的電 容量分別為0 5、07和011，則：
[0023]
[0024] (1)式中：15--5次諧波電流，取基波電流L的20%估算，
[0025] 17--7次諧波電流，取基波電流I i的14 %估算，
[0026] In--11次諧波電流，取基波電流L的9. 1 %估算；
[0027] 任何濾波支路電容器的電容量配置與諧波量的不匹配，都將威脅電容器的安全運(yùn) 行，或額外增加電容器的電容量。
[0028] 5次諧波濾波支路11中，各支濾波單元1內(nèi)電感器102的電抗率都為4. 6 % ;
[0029] 7次諧波濾波支路12中，各支濾波單元1內(nèi)電感器102的電抗率都為2. 4% ;
[0030] 11次諧波濾波支路13中，濾波單元1內(nèi)電感器102的電抗率為1 % ;
[0031] 各組濾波支路電抗率的設(shè)置原則是：不增加目前常用的無功補(bǔ)償產(chǎn)品（抑制諧波 型無功補(bǔ)償產(chǎn)品）的電容量，在進(jìn)行5次、7次、11次濾波時既可保證流經(jīng)電容器的電流和 加載電容器的電壓都在安全范圍內(nèi)，又使5次、7次、11次諧波電流的濾波率達(dá)到50%以上， 該功能通過仿真計(jì)算得以確認(rèn)。
[0032] 如：設(shè)動力變壓器2000kVA，負(fù)荷率75% (即視在功率1500kVA)，自然功率因數(shù) 0. 8,補(bǔ)償至0. 92所需補(bǔ)償無功功率389kvar。和帶抑制諧波功能的無功補(bǔ)償產(chǎn)品相比較， 選用本實(shí)施例，可以在不增加電容器的安裝容量的情況下，僅通過相關(guān)參數(shù)的合理組合和 配置就達(dá)到不同的濾波效果，如表1所示：
[0033] 表 1 :
[0034]
[0035] 同理，根據(jù)各動力變壓器規(guī)格和所需的無功補(bǔ)償功率，可以配置本實(shí)施例如表2 所示：
[0036] 表 2 :
[0037]
[0038] 以上標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)定條件和說明：
[0039] 1.變壓器負(fù)荷率0. 75,自然功率因數(shù)0. 8,補(bǔ)償至0. 92得所需無功補(bǔ)償功率值。 (如變壓器負(fù)荷率高于0. 75,或自然功率因數(shù)低于0. 8,將增大所需的無功補(bǔ)償功率，則應(yīng) 提高濾波兼無功補(bǔ)償產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置）。
[0040] 2.各次諧波電流Ih按⑵式估算：
[0041] -⑵， 〇i - J " η
[0042] (2)式中：h--諧波次數(shù)，L--基波電流，分母中的冪指數(shù)為1. 2 ;
[0043] 此時電容器運(yùn)行電流（即基波電流與諧波電流的矢量和）基本等于電容器的標(biāo)稱 額定電流I N，而小于電容器的允許電流1. 3IN，因此電容器的運(yùn)行是安全且有裕量的，此結(jié) 論系根據(jù)電容器的允許電流校驗(yàn)公式Vf；：+Z!h < 13k得出。
[0044] 即使變壓器負(fù)荷全部是傳動非線性負(fù)荷，只要各次諧波電流在上述估算范圍內(nèi)不 構(gòu)成對應(yīng)濾波兼無功補(bǔ)償產(chǎn)品安全運(yùn)行的威脅，且電容器允許電流尚有安全裕量，如5次 諧波電流可大至基波電流的30 %也不大于電容器的允許電流，不威脅上述對應(yīng)濾波兼無功 補(bǔ)償產(chǎn)品安全運(yùn)行。
[0045] 3.每支濾波單元10上串聯(lián)的晶閘管切換開關(guān)103按常規(guī)濾波器投切原則，即先投 低次（5次）濾波回路，先切高次（11次）濾波回路。
[0046] 上述標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓濾波兼無功補(bǔ)償產(chǎn)品適用大部分諧波量均在上述范圍內(nèi)的 工業(yè)低壓用戶。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，包括濾波單元（10)，每支濾波單元 (10)包括串聯(lián)連接的電容器（101)和電感器（102)，其特征是：濾波單元（10)分成3組濾 波支路，分別是：5次諧波濾波支路（11)，7次諧波濾波支路（12)，11次諧波濾波支路（13); 所述的濾波支路都并聯(lián)在連接供電端（2)和負(fù)載（3)的供電線與接地端之間；設(shè)5次諧波 濾波支路（11)、7次諧波濾波支路（12)和11次諧波濾波支路（13)的電容量分別為Q 5、Q7 和 Qn，則 Q5:Q7:Qn=4:2:l。2. 如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，其特征是： 5次諧波濾波支路（11)由4支濾波單元（1)并聯(lián)連接組成，各支濾波單元（1)內(nèi)電感 器（102)的電抗率都為4. 6% ; 7次諧波濾波支路（12)由2支濾波單元（1)并聯(lián)連接組成，各支濾波單元（1)內(nèi)電感 器（102)的電抗率都為2. 4% ; 11次諧波濾波支路（13)由1支濾波單元（1)組成，濾波單元（1)內(nèi)電感器（102)的電 抗率為1%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于供電或配電系統(tǒng)減少諧波或波紋的裝置領(lǐng)域，具體為一種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置。一種標(biāo)準(zhǔn)配置的低壓無源濾波兼無功補(bǔ)償裝置，包括濾波單元(10)，其特征是：濾波單元(10)分成3組濾波支路，分別是：5次諧波濾波支路(11)，7次諧波濾波支路(12)，11次諧波濾波支路(13)；所述的濾波支路都并聯(lián)在連接供電端和負(fù)載的供電線與接地端之間；設(shè)5次諧波濾波支路(11)、7次諧波濾波支路(12)和11次諧波濾波支路(13)的電容量分別為Q5、Q7和Q11，則Q5:Q7:Q11=4:2:1。本發(fā)明低成本，多功能，選型方便。
【IPC分類】H02J3/01, H02J3/18
【公開號】CN105529708
【申請?zhí)枴緾N201410584031
【發(fā)明人】周祖庭
【申請人】寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月27日