專利名稱：三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)源諧波電力濾波器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)源三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大量電力電子裝置，如計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)電源、電子鎮(zhèn)流日光燈、電視機(jī)開(kāi)關(guān)電源等，在三相四線制配電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。這些電力電子裝置在節(jié)約能源的同時(shí)，也對(duì)電力系統(tǒng)造成很大的諧波污染，產(chǎn)生供電電源質(zhì)量大幅下降、電網(wǎng)功率損耗增大，引起變壓器和開(kāi)關(guān)等輸配電設(shè)備壽命縮短，導(dǎo)致其他用電設(shè)備不能正常工作、保護(hù)誤動(dòng)作、設(shè)備過(guò)載、過(guò)熱等不良影響。其中接在相線和地線間的計(jì)算機(jī)等單相電力電子設(shè)備，不僅產(chǎn)生大量的5、7、11、13次等正/負(fù)序諧波電流，還產(chǎn)生大量的3、9次等零序諧波電流，其中以3次和5次最為嚴(yán)重。
對(duì)于濾除正/負(fù)序諧波電流，目前最廣泛采用的是多通道三相無(wú)源L-C濾波器。該裝置的每一個(gè)通道均由一個(gè)三相L-C濾波電路組成，將其電容、電抗值調(diào)諧到某次諧波頻率，達(dá)到濾除該次諧波的目的。不同通道可以被調(diào)諧在不同的諧波頻率以達(dá)到濾除多次諧波的目的。這些三相L-C濾波電路可采用三角形接法、中性點(diǎn)不接地的星形接法或者是中性點(diǎn)接地的星形接法。
對(duì)于濾除零序諧波電流，特別是3次諧波電流，市場(chǎng)上目前有兩種無(wú)源濾波裝置。其中之一是和上述三相無(wú)源正/負(fù)序?yàn)V波器相同的L-C濾波電路，但其接法必須是中性點(diǎn)接地的星形接法，以確保零序電流能從地線即零線上通過(guò)，其中的代表是NOKIA的三次諧波濾波器。另一種是ABB的阻波形式的電路，該裝置將一單相的L-C電路接在變壓器中性點(diǎn)和地線即零線之間。該裝置基波阻抗接近為零，而其三次諧波阻抗為幾個(gè)歐，從而可以降低三次諧波電流值。該ABB裝置的缺點(diǎn)是將三次諧波電流轉(zhuǎn)換成三次諧波電壓，造成母線電壓發(fā)生更大的畸變。
專利號(hào)為200420070910.9的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種“三次諧波電力濾波器”，該專利將上述NOKIA和ABB兩種裝置結(jié)合在一起，能達(dá)到更有效的三次諧波濾波效果，但該專利不能在濾除三次零序諧波電流的同時(shí)濾除某一次正/負(fù)序諧波電流。
專利號(hào)為200510022539.8中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種由單相有源濾波器和三相無(wú)源L-C濾波器構(gòu)成的混合型三次諧波濾波器裝置，該裝置的有源濾波器能濾除三次諧波電流，同時(shí)通過(guò)選擇三相無(wú)源L-C濾波器中的電容和電抗值，使其無(wú)源L-C電路濾除某一次正/負(fù)序諧波電流，但該發(fā)明因?yàn)樵黾恿擞性礊V波器作為其發(fā)明裝置的一部分，裝置的可靠性有所下降，而且其成本明顯增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種單個(gè)濾波通道能同時(shí)濾除某一次正/負(fù)序諧波電流和某一次零序諧波電流的諧波電力濾波器的技術(shù)方案，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上相互并聯(lián)的濾波通道，每個(gè)濾波通道包括一個(gè)三相L-C濾波電路，其特征在于所述的三相L-C濾波電路為星形接法的L-C濾波電路，三相L-C濾波電路的中性點(diǎn)連接設(shè)置電抗器，電抗器的另一端接地。
所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于電抗器的兩端并聯(lián)設(shè)置電阻。
所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于三相L-C濾波電路的每一相的電感L前端串接設(shè)置接觸器KM、電流互感器TA、快速熔斷器FU、負(fù)荷開(kāi)關(guān)QF，三相之間星形連接。
所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于L-C濾波電路的電感L、電容C和電抗器的電感LN滿足方程①和②方程①LC=1h2ω12,]]>方程②(L+3LN)C=1h02ω12,]]>方程①和②中ω1是基波角頻率、h是某正/負(fù)序諧波次數(shù)、h0是某零序諧波次數(shù)。
所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，摒棄一般技術(shù)人員慣常的設(shè)計(jì)思路，采用了非常簡(jiǎn)單的技術(shù)方案，構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、制造成本低，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有同類產(chǎn)品始終無(wú)法解決的技術(shù)問(wèn)題，即單個(gè)濾波通道能同時(shí)濾除某一次正/負(fù)序諧波電流等和某一次零序諧波電流，且使用中的功率損耗低，在濾波的同時(shí)還能起到補(bǔ)償無(wú)功功率的作用。


圖1所示為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上相互并聯(lián)的濾波通道，每個(gè)濾波通道包括一個(gè)星形接法的三相L-C濾波電路1，三相L-C濾波電路1的每一相的電感L前端串接設(shè)置接觸器KM、電流互感器TA、快速熔斷器FU、負(fù)荷開(kāi)關(guān)QF，三相之間星形連接，濾波電路1的中性點(diǎn)連接設(shè)置電抗器3，電抗器3的另一端接地，電抗器3的兩端并聯(lián)設(shè)置電阻2，可以達(dá)到高通濾波和零序電流濾波的目的。L-C濾波電路1的電感L、電容C和電抗器3的電感LN滿足方程①和②方程①LC=1h2ω12,]]>方程②(L+3LN)C=1h02ω12,]]>方程①和②中ω1是基波角頻率，h是某正/負(fù)序諧波次數(shù)，如5、7、11次等，h0是某零序諧波次數(shù)，如3、9次等。如濾波器調(diào)諧在3次和5次，根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償要求，電容器C取800μF，則L=13142×52×800×10-6=507μH,]]>L+3LN=13142×32×800×10-6=1408.7μH,]]>LN＝(1408.7-507)/3＝300.6μH。
根據(jù)濾波設(shè)計(jì)要求，三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器可以設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的濾波通道，不同通道可以被調(diào)諧在不同的諧波頻率以達(dá)到濾除多次諧波的目的，濾波器整體并聯(lián)于電網(wǎng)。
對(duì)于通常的三相L-C無(wú)源濾波電路，必須設(shè)置兩路濾波器通道才能達(dá)到同時(shí)濾除某一次零序諧波的目的，使用成本高、體積大，而且基波電流必須流過(guò)兩路通道中的所有電抗器，從而增加電抗器上的功率損耗。和通常的三相無(wú)源L-C濾波器相比，本發(fā)明只需一個(gè)濾波通道就能同時(shí)濾除某一次正/負(fù)序諧波和某一次零序諧波電流，有效降低成本、減少功率損耗、縮小產(chǎn)品體積。
當(dāng)三相L-C電路1中的電抗L為零，也就是說(shuō)只有三相星形接法的電容器C時(shí)，本發(fā)明就成為只濾除零序諧波的諧波裝置，和普通的零序諧波濾波器電路相比，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，只有一個(gè)電抗器2，且電抗器2接在中性點(diǎn)和地之間，基波電流不會(huì)流過(guò)這個(gè)電抗器2，不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的功率損耗。
權(quán)利要求
1.三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上相互并聯(lián)的濾波通道，每個(gè)濾波通道包括一個(gè)三相L-C濾波電路(1)，其特征在于所述的三相L-C濾波電路(1)為星形接法的L-C濾波電路，三相L-C濾波電路(1)的中性點(diǎn)連接設(shè)置電抗器(3)，電抗器(3)的另一端接地。
2.如權(quán)利要求1所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于電抗器(3)的兩端并聯(lián)設(shè)置電阻(2)。
3.如權(quán)利要求1所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于三相L-C濾波電路(1)的每一相的電感L前端串接設(shè)置接觸器KM、電流互感器TA、快速熔斷器FU、負(fù)荷開(kāi)關(guān)QF，三相之間星形連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，其特征在于L-C濾波電路(1)的電感L、電容C和電抗器(3)的電感LN滿足方程①和②方程①LC=1h2ω12]]>方程②(L+3LN)C=1h02ω12,]]>方程①和②中ω1是基波角頻率、h是某正/負(fù)序諧波次數(shù)、h0是某零序諧波次數(shù)。
全文摘要
三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，屬于無(wú)源諧波電力濾波器技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上相互并聯(lián)的濾波通道，每個(gè)濾波通道包括一個(gè)三相L－C濾波電路，其特征在于所述的三相L－C濾波電路為星形接法的L－C濾波電路，三相L－C濾波電路的中性點(diǎn)連接設(shè)置電抗器，電抗器的另一端接地。所述的三相正/負(fù)序和零序諧波電力濾波器，摒棄一般技術(shù)人員慣常的設(shè)計(jì)思路，采用了非常簡(jiǎn)單的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有同類產(chǎn)品始終無(wú)法解決的技術(shù)問(wèn)題，即單個(gè)濾波通道能同時(shí)濾除某一次正/負(fù)序諧波電流等和某一次零序諧波電流，且使用中的功率損耗低，在濾波的同時(shí)還能起到補(bǔ)償無(wú)功功率的作用。
文檔編號(hào)H02M1/12GK1996699SQ20061015550
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者梁一橋 申請(qǐng)人:杭州安特電力電子技術(shù)有限公司