專利名稱：一種自動跟蹤調諧濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于配電系統(tǒng)電能質量控制領域，特別是提供了一種自動跟蹤調諧濾波器。
背景技術：
無源濾波器和有源濾波器是目前解決電力系統(tǒng)中諧波問題的主要設備。無源濾波器結構簡單、運行費用較低、既可補償諧波也可實現(xiàn)無功補償，應用非常廣泛，但是濾波器的參數(shù)易受外界因素的影響而發(fā)生變化，導致濾波器偏離諧振狀態(tài)，濾波效果變差。有源濾波器可對大小和頻率都變化的諧波進行實時補償，克服了無源濾波器的缺點，具有技術先進性，但其投資較高，控制復雜，短時間內在系統(tǒng)中廣泛應用尚有難度。本發(fā)明提出了一種新型動態(tài)自動跟蹤調諧濾波器，用可控電抗器代替?zhèn)鹘y(tǒng)無源濾波器中的電感，通過改變可控電抗器中晶閘管的觸發(fā)角來控制鐵芯的飽和度以改變其等效電感，使濾波器在電容參數(shù)或系統(tǒng)工況變化后重新鎖定要求的諧振狀態(tài)，從而實現(xiàn)濾波器的自動跟蹤調諧。相對有源濾波器來說，該自動跟蹤調諧濾波器價格低廉，控制簡單，并且工作可靠，同時可以接入中、高壓等級，具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種自動跟蹤調諧濾波器，可以有效跟蹤自身調諧點的變化，實現(xiàn)最佳的濾除諧波的效果。
本發(fā)明包括可控電抗器1、濾波電容器2、控制晶閘管3、續(xù)流二極管4?？煽仉娍蛊?為一種直流助磁式電抗器，它和濾波電容器2串聯(lián)構成單調諧濾波電路。可控電抗器1的中間主鐵芯柱一分為二，分別繞以上、下兩個繞組，中間部分交叉連接。此外，繞組存在中間抽頭，抽頭上接有兩只對稱布置的直流助磁晶閘管3，由此產生的直流助磁在兩個分裂鐵芯柱內自我閉合而不向邊柱鐵芯流出。其結構如附圖1所示，即在四個繞組的中間部分通過自耦變壓及可控整流，產生方向一致的直流助磁，續(xù)流二極管4橫跨在電抗器分裂芯柱繞組的交叉端點上，完成晶閘管關斷時的續(xù)流任務?？煽仉娍蛊?的主鐵芯柱的中間部位設有一個小截面段，以便在磁通較大時達到深度飽和狀態(tài)。通過調節(jié)晶閘管的導通角可以調節(jié)電抗器鐵芯的飽和度，實現(xiàn)平滑調節(jié)電抗器等效電感的目的，最終實現(xiàn)根據濾波電容和系統(tǒng)工況變化自動跟蹤預定調諧點的目標。
通過直流助磁晶閘管的相位控制，產生直流偏磁電流使得可控電抗器的鐵芯磁通發(fā)生變化，從而實現(xiàn)可控電抗器的等效電感連續(xù)平滑控制。由可控電抗器和濾波電容器串聯(lián)構成調諧濾波電路，當由于濾波電容參數(shù)發(fā)生偏移或系統(tǒng)運行工況發(fā)生改變時，可能造成調諧電路的失諧，降低了濾波效果。而通過可控電抗器的自身調節(jié)作用，使得電抗器電感的變化適應電容器的偏移或系統(tǒng)運行方式的變化，則可以自動跟蹤諧振點，動態(tài)實現(xiàn)最佳的調諧效果。采用可控電抗器和濾波電容器串聯(lián)構成自動跟蹤調諧濾波器，實現(xiàn)最佳的自動跟蹤調諧效果。
本發(fā)明的優(yōu)點在于用可控電抗器代替?zhèn)鹘y(tǒng)無源濾波器中的電感，通過改變可控電抗器中晶閘管的觸發(fā)角來控制鐵芯的飽和度以改變其等效電感，使濾波器在電容參數(shù)或系統(tǒng)工況變化后可重新鎖定要求的諧振狀態(tài)，從而實現(xiàn)濾波器的自動跟蹤調諧。該自動跟蹤調諧濾波器價格低廉，控制簡單，并且工作可靠，可以適用于中、高電壓等級，具有廣闊的應用前景。


圖1為本發(fā)明的可控電抗器的電路接線圖。其中，可控電抗器1、直流助磁晶閘管3、續(xù)流二極管4。，KPa和KPb分別為控制可控電抗器1直流助磁的晶閘管3；圖2為本發(fā)明的可控電抗器小截面鐵芯的磁路結構及工作狀態(tài)圖的可控電抗器鐵芯小截面示意圖，圖中Ayt為小截面鐵芯截面面積，Ay為鐵芯截面面積，lt為小截面鐵芯長度。
圖3為本發(fā)明的可控電抗器小截面鐵芯的磁路結構及工作狀態(tài)圖的小截面鐵芯飽和時示意圖，
圖4為本發(fā)明的可控電抗器小截面鐵芯的磁路結構及工作狀態(tài)圖的小截面鐵芯未飽和時的示意圖，圖5為本發(fā)明的可控電抗器小截面鐵芯的磁路結構及工作狀態(tài)圖的小截面鐵芯的等效模型，圖中，F(xiàn)為磁勢，φ為磁通，Rq為空氣磁阻，Rt為鐵芯磁阻。
圖6為本發(fā)明的可控電抗器與濾波電容器構成的自動跟蹤調諧濾波器的原理接線圖。
具體實施例方式
圖1～圖6為本發(fā)明的一種具體實施方式
。包括可控電抗器1、濾波電容器2、控制晶閘管3、續(xù)流二極管4?？煽仉娍蛊?為一種直流助磁式電抗器，它和濾波電容器2串聯(lián)構成單調諧濾波電路?？煽仉娍蛊?的中間主鐵芯柱一分為二，分別繞以上、下兩個繞組，中間部分交叉連接。此外，繞組存在中間抽頭，抽頭上接有兩只對稱布置的直流助磁晶閘管3，由此產生的直流助磁在兩個分裂鐵芯柱內自我閉合而不向邊柱鐵芯流出。其結構如附圖1所示，即在四個繞組的中間部分通過自耦變壓及可控整流，產生方向一致的直流助磁，續(xù)流二極管4橫跨在電抗器分裂芯柱繞組的交叉端點上，完成晶閘管關斷時的續(xù)流任務?？煽仉娍蛊?的主鐵芯柱的中間部位設有一個小截面段，以便在磁通較大時達到深度飽和狀態(tài)。通過調節(jié)晶閘管的導通角可以調節(jié)電抗器鐵芯的飽和度，實現(xiàn)平滑調節(jié)電抗器等效電感的目的，最終實現(xiàn)根據濾波電容和系統(tǒng)工況變化自動跟蹤預定調諧點的目標。
權利要求
1.一種自動跟蹤調諧濾波器，其特征在于包括可控電抗器(1)、濾波電容器(2)、直流助磁晶閘管(3)、續(xù)流二極管(4)；可控電抗器(1)為一種直流助磁式電抗器，它和濾波電容器(2)串聯(lián)構成單調諧濾波電路；可控電抗器(1)的中間主鐵芯柱一分為二，分別繞以上、下兩個繞組，中間部分交叉連接；繞組存在中間抽頭，抽頭上接有兩只對稱布置的直流助磁晶閘管(3)，由此產生的直流助磁在兩個分裂鐵芯柱內自我閉合而不向邊柱鐵芯流出；在四個繞組的中間部分通過自耦變壓及可控整流，產生方向一致的直流助磁，續(xù)流二極管(4)橫跨在電抗器分裂芯柱繞組的交叉端點上，完成晶閘管關斷時的續(xù)流任務；可控電抗器(1)的主鐵芯柱的中間部位設有一個小截面段，以便在磁通較大時達到深度飽和狀態(tài)；通過調節(jié)晶閘管的導通角調節(jié)電抗器鐵芯的飽和度，實現(xiàn)平滑調節(jié)電抗器等效電感的目的，最終實現(xiàn)根據濾波電容和系統(tǒng)工況變化自動跟蹤預定調諧點的目標。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種自動跟蹤調諧濾波器，屬于配電系統(tǒng)電能質量控制領域。包括可控電抗器(1)、濾波電容器(2)、直流助磁晶閘管(3)、續(xù)流二極管(4)；可控電抗器(1)為一種直流助磁式電抗器，它和濾波電容器(2)串聯(lián)構成單調諧濾波電路；續(xù)流二極管(4)橫跨在電抗器分裂芯柱繞組的交叉端點上。通過調節(jié)晶閘管的導通角調節(jié)電抗器鐵芯的飽和度，實現(xiàn)平滑調節(jié)電抗器等效電感的目的，最終實現(xiàn)根據濾波電容和系統(tǒng)工況變化自動跟蹤預定調諧點的目標。優(yōu)點在于用可控電抗器代替?zhèn)鹘y(tǒng)無源濾波器中的電感，使濾波器在電容參數(shù)或系統(tǒng)工況變化后可重新鎖定要求的諧振狀態(tài)，實現(xiàn)濾波器的自動跟蹤調諧；并且工作可靠，可以適用于中、高電壓等級，價格低廉，控制簡單。
文檔編號H02J3/01GK1822465SQ200610011708
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權日2006年3月31日
發(fā)明者尹忠東 申請人:華北電力大學