本實用新型涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高壓直流濾波器。

背景技術(shù)：

高壓直流輸電系統(tǒng)中，換流器單元在換相的過程中在直流側(cè)產(chǎn)生諧波電壓和諧波電流，這些諧波會引起直流側(cè)設(shè)備的附加發(fā)熱，對直流設(shè)備造成損害。如果諧波分量流過直流線路，還會對直流線路附近的電話線路造成嚴(yán)重干擾。在長距離高壓直流輸電系統(tǒng)的直流側(cè)安裝直流濾波器，能夠有效抑制流入直流系統(tǒng)的交流諧波分量，直流濾波器對高壓直流輸電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行有著非常重要的作用。

現(xiàn)有的抑制諧波的節(jié)本手段是在電力系統(tǒng)中裝設(shè)各類濾波補償裝置，如無源濾波器和有源濾波器。無源濾波器的結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟性好，已被廣泛用于對電網(wǎng)進行濾波和無功補償。諧波無源治理可以采用單調(diào)諧濾波器實現(xiàn)，單調(diào)諧濾波器只能濾除一個特定平率的諧波，一般電網(wǎng)中存在不同頻率多種諧波分量，需采用多個單調(diào)諧濾波器并聯(lián)實現(xiàn)，具有占地面積大、建設(shè)成本高、基波損耗大等缺點。雙調(diào)諧濾波器和三調(diào)諧濾波器可以同時消除兩個或三個不同頻率的諧波，且其中一個諧振回路承受電壓較低，因而與完成同樣功能的兩個單調(diào)諧濾波器相比具有明顯優(yōu)勢。雙調(diào)諧濾波器和三調(diào)諧濾波器連接高壓直流母線與中性直流母線，可以濾除高壓直流輸電系統(tǒng)中的諧波干擾。

然而，現(xiàn)有的高壓直流濾波器中，存在單個電容器承受大部分全部直流電壓和諧波電壓降的問題，因此極易在運行中發(fā)生電壓擊穿損壞，造成高壓直流濾波器在不平衡保護產(chǎn)生不正確動作，影響高壓直流輸電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種高壓直流濾波器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的高壓直流濾波器存在單個電容器承受大部分全部直流電壓和諧波電壓降，影響高壓直流輸電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了如下技術(shù)方案：

一種高壓直流濾波器，所述高壓直流濾波器包括串聯(lián)諧振回路以及并聯(lián)諧振回路，其中，所述串聯(lián)諧振回路與并聯(lián)諧振回路相串聯(lián)連；所述串聯(lián)諧振回路包括第一電感元件與三條并聯(lián)的子回路，所述第一電感元件與所述三條并聯(lián)的子回路串聯(lián)，每條所述子回路均包括相互串聯(lián)的電容元件與可調(diào)式電壓互感元件；所述并聯(lián)諧振回路包括雙調(diào)諧回路，所述雙調(diào)諧回路包括并聯(lián)連接的雙調(diào)諧電容元件與雙調(diào)諧電感元件。

優(yōu)選的，所述串聯(lián)諧振回路與高壓直流母線相連，所述并聯(lián)諧振回路與中性直流母線相連。

優(yōu)選的，所述并聯(lián)諧振回路與所述中性直流母線之間通過變壓元件相連。

優(yōu)選的，所述并聯(lián)諧振回路還包括三調(diào)諧回路，所述三調(diào)諧回路包括并聯(lián)連接的三調(diào)諧電容元件與三調(diào)諧電感元件，所述雙調(diào)諧回路與三調(diào)諧回路串聯(lián)。

由以上技術(shù)方案可見，本實用新型提供的一種高壓直流濾波器，包括串聯(lián)諧振回路以及并聯(lián)諧振回路，串聯(lián)諧振回路與并聯(lián)諧振回路相串聯(lián)連，串聯(lián)諧振回路包括第一電感元件與三條并聯(lián)的子回路，第一電感元件與三條并聯(lián)的子回路串聯(lián)，每條子回路均包括相互串聯(lián)的電容元件與可調(diào)式電壓互感元件；并聯(lián)諧振回路包括雙調(diào)諧回路，雙調(diào)諧回路包括并聯(lián)連接的雙調(diào)諧電容元件與雙調(diào)諧電感元件。通過設(shè)置三條并聯(lián)的子回路，本實用新型提供的高壓直流濾波器在調(diào)整高壓直流輸電線路的直流濾波過程中，當(dāng)一條子回路中的電容元件內(nèi)部分熔絲熔斷時，另外兩只子回路中的電容元件將會短路，從而使得濾波器避免發(fā)生雪崩擊穿損壞，有助于維持高壓直流輸電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種高壓直流濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的電容元件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖示說明，

1-串聯(lián)諧振回路，2-并聯(lián)諧振回路，3-高壓直流母線，4-中性直流母線，C11～C13-電容元件，C2-雙調(diào)諧電容元件，C3-三調(diào)諧電容元件，L1-第一電感元件，L2-雙調(diào)諧電感元件，L3-三調(diào)諧電感元件，R1-分布式均壓電阻，R2-熔絲，T11～T13-可調(diào)式電壓互感元件，T2-變壓元件。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型保護的范圍。

圖1為本實用新型實施例提供的一種高壓直流濾波器結(jié)構(gòu)示意圖，由圖1可知，高壓直流濾波器包括串聯(lián)諧振回路1以及并聯(lián)諧振回路2，其中，串聯(lián)諧振回路1與并聯(lián)諧振回路2相串聯(lián)連；串聯(lián)諧振回路1包括第一電感元件L1與三條并聯(lián)的子回路，第一電感元件L1與三條子回路串聯(lián)，每條子回路均包括相互串聯(lián)的電容元件與可調(diào)式電壓互感元件。第一條子回路包括相互串聯(lián)的電容元件C11與可調(diào)式電壓互感元件T11，第二條子回路包括相互串聯(lián)的電容元件C12與可調(diào)式電壓互感元件T12，第三條子回路包括相互串聯(lián)的電容元件C13與可調(diào)式電壓互感元件T13。并聯(lián)諧振回路2包括雙調(diào)諧回路，雙調(diào)諧回路包括并聯(lián)連接的雙調(diào)諧電容元件C2與雙調(diào)諧電感元件L2。本實施例提供的高壓直流濾波器為雙調(diào)諧濾波器，可以同時濾除兩次數(shù)諧波，如3和5、7和9、11和24。電壓互感元件可以在電流通過電容元件時可以保護電容元件，起到過壓保護的作用。

串聯(lián)諧振回路1通過斷路器與高壓直流母線3相連，并聯(lián)諧振回路2通過斷路器與中性直流母線4相連。并聯(lián)諧振回路2與中性直流母線4之間通過變壓元件T2相連，變壓元件T2可以在電流通過電容元件時可以保護電容元件，起到過壓保護的作用。

本實用新型提供的第二個實施例中，并聯(lián)諧振回路2還包括三調(diào)諧回路，三調(diào)諧回路包括并聯(lián)連接的三調(diào)諧電容元件C3與三調(diào)諧電感元件L3，雙調(diào)諧回路與三調(diào)諧回路串聯(lián)。本實施例提供的高壓直流濾波器為三調(diào)諧濾波器。三調(diào)諧濾波器能夠同時濾除3個不同頻率的諧波，且只有一個處于高電位的電容器，可大大減小占地面積和降低濾波裝置費用。

圖2為本實用新型實施例提供的電容元件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中的電容元件是指本實施例中的電容元件C11、C12、C13、C2以及C3。由圖2可知，電容元件由數(shù)個電容器串聯(lián)及并聯(lián)組成。電容元件內(nèi)部有分布式均壓電阻R1，以保證各串聯(lián)電容器承受均等的電壓。電容元件內(nèi)的電容器之間串接有熔絲R2。每個電容器所能承受的電壓有限，加載在電容元件單元回路中的電壓過高時，一串并聯(lián)的電容器中某些電容器將會被擊穿。同一串并聯(lián)的電容器中剩余未被擊穿的電容器中儲存的能量將擊穿與電容器串接的熔絲，使熔絲熔斷。當(dāng)一串并聯(lián)的電容器中未被擊穿的電容器中儲存的能量不足以熔斷熔絲時，電容元件會發(fā)生短路。通過設(shè)置三條并聯(lián)的子回路，本實用新型提供的高壓直流濾波器在調(diào)整高壓直流輸電路的直流濾波過程中，當(dāng)一條子回路中的電容元件內(nèi)部分熔絲熔斷時，故障子回路短路，另外兩條子回路中的電容元件也會短路，從而使得濾波器避免發(fā)生雪崩擊穿損壞，有助于維持高壓直流輸電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

本實施例中，每條子回路中的電容元件由串聯(lián)數(shù)量為S并聯(lián)數(shù)量為P個的電容器組成。

高壓直流濾波器工作時，當(dāng)一條子回路出現(xiàn)一串電容器故障，高壓直流濾波器中的不平衡電流計算方法為：

電容元件中每個電容器的的電容值為C0，電容元件的容值為

在串聯(lián)諧振回路1無故障情況下，C₁₁＝C₁₂＝C₁₃，C₁＝C₁₁+C₁₂+C₁₃。

具體計算過程為：

當(dāng)?shù)谝粭l子回路中電容元件C11中的m個電容器熔絲熔斷時，該電容元件的容值C′₁₁為：

當(dāng)?shù)诙l子回路中電容元件C12中的一排電容器短路時，該電容器元件的容值變?yōu)椋涸撟踊芈返碾娙葜底優(yōu)椋篊₁₂+C₁₃。

電容器不平衡度Cub計算公式為：理想情況下C_ub為0。

正常運行情況下，流經(jīng)高壓直流濾波器的12次諧波電流為I12th。

一條子回路出現(xiàn)一串電容器故障時的不平衡電流ITD為：

需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上僅是本實用新型的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

以上僅是本實用新型的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。