專利名稱：三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種濾波成套裝置，具體地說，涉及三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置。技術(shù)背景 隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，大量的非線性負載、特別是越來越多的采用電力電子技術(shù)的用電負荷急劇增加，大量的高次諧波回饋到供電系統(tǒng)。在交流電力系統(tǒng)中，如整流器、變頻器、電力機車、金屬冶煉、晶體制造、調(diào)溫調(diào)光等非線性負荷產(chǎn)生大量高次諧波，如果高次諧波回饋到供電系統(tǒng)中，在供配電線路上疊加，引起電壓畸變，同時由于集膚效應的影響，使供配電線路和變壓器異常發(fā)熱，導致過負荷故障1.變壓器過載，溫升加大，減小使用容量，加速絕緣老化，減少使用壽命。2.電壓畸變，電壓畸變影響同母線上的用電負荷穩(wěn)定運行，降低產(chǎn)品的合格率，特別是精密加工設(shè)備，受電壓畸變的影響比較大。3.降低功率因數(shù)，引起繼保誤動作，損壞補償電容器?，F(xiàn)有的濾除高次諧波的方式為采用傳統(tǒng)LC濾波器或者APF濾波器，LC濾波器濾波效果受系統(tǒng)參數(shù)的影響，APF濾波器成本相對較高，結(jié)構(gòu)復雜，故障率較高，維修困難，且使用壽命受到其部件局限。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服以上缺陷，提供一種成本低，結(jié)構(gòu)新穎，元器件成熟穩(wěn)定，可靠性高，效果明顯的三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置。此裝置特別適合功率因數(shù)較高，諧波含量較大的用電場合。 為了達到上述目的，本實用新型的一種技術(shù)方案是這樣的，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進線感抗組、出線感抗組、濾波感抗組及濾波容抗組進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。 另一種技術(shù)方案是這樣的，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進線感抗組、出線感抗組、二組以上的濾波感抗組及二組以上的濾波容抗組；進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。其包括頻殊感抗、濾波電容及配套的開關(guān)和保護措施。頻殊感抗由進線感抗Lin、出線感抗Lout和濾波感抗Lf組成，進線感抗和出線感抗與非線性負荷串聯(lián)，濾波感
抗和濾波容抗并聯(lián)后與非線性負荷并聯(lián)。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點 1、性能優(yōu)異 a)高次諧波濾除率可達到90% ; b)成套裝置損耗小于裝置容量的0. 5% ; c)有效改善電壓畸變，降低變壓器和電纜、母排溫升； 2、可靠性高 d)配備了合理的保護措施，旁路過程不間斷供電； e)由傳統(tǒng)的、技術(shù)成熟的元器件組成，可靠性高； f)容性器件不會和系統(tǒng)諧振，不會給系統(tǒng)安全運行帶來隱患。 3、成本低廉 g)結(jié)構(gòu)新穎，原理簡單，不需要復雜的研究和設(shè)計； h)主要原材料為電力電線、硅鋼片、電容器等傳統(tǒng)材料，成本低，采購容易；[0018] i)制造過程簡單，生產(chǎn)設(shè)備、工序和檢測流程都較常規(guī)，易于控制產(chǎn)品質(zhì)量。[0019] 4、簡單易行 j)不同等級的成套裝置變化小，形式固定； k)全自動控制，不需要人工操作，濾波效果不受系統(tǒng)參數(shù)影響；[0022] 1)由于基波容量小，沒有電力電子器件，結(jié)構(gòu)緊湊，體積?。籟0023] m)選型容易，安裝方便，特別適合中小容量負荷的諧波治理。 鑒于以上諸多有點，在有高次諧波電能質(zhì)量問題的配電系統(tǒng)，特別是功率因數(shù)比較高，諧波含量比較大的通訊，石油，晶體，冶金行業(yè)，本實用新型的串聯(lián)濾波成套裝置可以得到廣泛使用。

圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1的另一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1的又一種使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的一種使用結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本實用新型的電器接線圖。
具體實施方式下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的詳述[0034] 實施例一 如圖1所示，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，本實用新型的特點是包括互相串聯(lián)的進線感抗組Lin、出線感抗組Lout、濾波感抗組Lf及濾波容抗組Cf ;進線感
4抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、 B、 C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。其電器接線方式如圖8所示。 使用時，由于進線感抗組Lin和出線感抗組Lout與進線A、 B、 C及出線a、 b、 c串聯(lián)，濾波感抗組Lf和濾波容抗組Cf串聯(lián)后接于進線感抗組Lin和出線感抗組Lout之間，與負荷為并聯(lián)關(guān)系。進線感抗組與出線感抗組同名端相異，基波磁場矢量角為180° ，因此兩者串聯(lián)之后等效的基波阻抗很小，引起的電壓降也很小，不會對負荷的正常工作產(chǎn)生影響；濾波感抗組和濾波容抗組串聯(lián)后調(diào)諧在特定的特征次諧波頻率處，組成濾波支路，對諧波形成一個低阻抗"陷阱"；高次諧波經(jīng)過出線感抗組，由于進線感抗組的諧波阻抗很大，濾波支路的諧波阻抗很小，所以分流后大部分高次諧波流入濾波支路，實現(xiàn)對高次諧波的治理。[0037] 如圖2所示，當其通過基波電流向負載load供電時，由于進線感抗組Lin和出線感抗組Lout等效的基波阻抗很小，所以無功損耗和電壓降都很小，可以忽略不計；濾波感抗組和濾波容抗組的基波阻抗為一設(shè)定值，補償一定的基波無功功率，在不要求功率因數(shù)時基波補償容量可以設(shè)計的很小，在達到濾波效果的同時不至于系統(tǒng)過補償。當負載反饋高次諧波時，進線感抗組提供一定的諧波阻抗，再加上系統(tǒng)阻抗共同構(gòu)成電源阻抗；濾波感抗組和濾波容抗組構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路提供諧波阻抗很小的濾波阻抗，濾波阻抗和電源阻抗分流高次諧波，高次諧波大部分流入濾波感抗。綜合來說，串聯(lián)濾波成套裝置可以高效的通過基波電流向負載供電而分流負載反饋的大部分高次諧波電流。 如圖3所示，本實用新型的一臺濾波裝置下面可以帶多臺小容量負載loadl、1oad2。 如圖4所示，二臺本實用新型并在A、 B、 C三相交流電上。[0040] 實施例二 如圖5所示，其是一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，本實用新型的特點是包括互相串聯(lián)的進線感抗組Lin、出線感抗組Lout、二組以上的濾波感抗組Lfl…Lfn及二組以上的濾波容抗組Cfl…Cfn ;進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。 本實施例和實施例1的區(qū)別在于，本實施例的濾波感抗組和濾波容抗組由n部分
組成，此設(shè)計是可以跟蹤負荷變化，在達到很好的濾波效果的同時動態(tài)保證電源側(cè)的功率
因數(shù)，本實施例裝置容量根據(jù)負荷自然功率因數(shù)和目標功率因數(shù)計算而定，基波補償容量
可以較大，安裝后負荷功率因數(shù)可以達到0. 95以上，諧波濾除率達到90%。 如圖6所示，本實用新型的一臺濾波裝置帶一臺負載。 實施例三[0045] 如圖7所示，本實施例和實施例1的區(qū)別在于，本實施例適用三相四線制電力系統(tǒng)，裝置提供一條專用的N線給負荷使用。
權(quán)利要求三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進線感抗組(Lin)、出線感抗組(Lout)、濾波感抗組(Lf)及濾波容抗組(Cf)；進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗與三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。
2. 三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，其特征在于包括互相串聯(lián)的進線感抗組(Lin)、出線感抗組(Lout)、二組以上的濾波感抗組及二組以上的濾波容抗組；進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗及三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；每個濾波感抗組均包括三只濾波感抗，每個濾波容抗組均包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。
專利摘要本實用新型涉及一種三相交流電系統(tǒng)的無源濾波裝置，特點是包括互相串聯(lián)的進線感抗組、出線感抗組、濾波感抗組及濾波容抗組；也可以是二組以上的濾波感抗組及濾波容抗組；進線感抗組包括三只進線感抗，出線感抗組包括三只出線感抗，三只進線感抗與三只出線感抗分別串聯(lián)，A、B、C三相交流電的進線接進線感抗組的輸入端，出線接出線感抗組的輸出，進線感抗組及出線感抗組同名端相異；濾波感抗組包括三只濾波感抗，濾波容抗組包括三只濾波電容，三只濾波電容互相串聯(lián)組成一回路，三只濾波感抗的一端分別接在三只進線感抗及三只出線感抗的串聯(lián)點，三只濾波感抗的另一端分別接三只濾波電容的串聯(lián)點。其具有性能優(yōu)異、可靠性高、成本低廉及簡單易行等優(yōu)點。
文檔編號H02J3/01GK201509077SQ20092023705
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者吳軍營, 吳景營, 歐陽乾贊 申請人:于良中