CN103248053A - 一种并联可控电抗器谐波抑制装置 - Google Patents

一种并联可控电抗器谐波抑制装置 Download PDF

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尹忠东
曹松伟
范永强
许晖
徐金
赵士硕
刘人玮
田雨
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Abstract

一种并联可控电抗器谐波抑制装置，属于电能质量分析与控制技术领域。包括：并联可控电抗器单体（1）、三角形接法并联可控电抗器组（2）、移相变压器（3）、公共连接母线（4）、并网变压器（5）；并联可控电抗器单体（1）的B-H曲线有两个拐点，三角形接法并联可控电抗器组（2）由三个并联可控电抗器单体（1）组成，其间首末端互相连接形成。两个三角形接法并联可控电抗器组（2）通过移相变压器（3）连接至公共连接母线（4），然后通过并网变压器（5）连接至电网。优点在于：提供了磁控电抗器的三级谐波抑制系统，省去了外加的滤波装置使得价格便宜，实现简单，控制算法简单，并且谐波抑制效果明显。

Description

一种并联可控电抗器谐波抑制装置
技术领域
本发明属于电力电子设备制造与控制技术领域，提供了一种并联可控电抗器谐波抑制装置。 
背景技术
随着特高压输电系统不断发展，其存在的问题也不断凸显，其中比较突出的就是其过电压抑制问题，由于系统电压越来越高，其绝缘要求也不断提高，绝缘成本也相应增加，目前的抑制过电压的手段很多，其中普遍采用电抗器对工频过电压和操作过电压进行抑制，并联可控电抗器的耐压等级很高，有很好的过载性能和过压性能，通过设定合适的额定工作点，其过载能力甚至可以超过额定工作容量的几倍；并且其价格也很便宜，相对于TCR这种类型的无功补偿设备，同样容量下的并联可控电抗器要便宜很多，所以其推广很方便。 
但是并联可控电抗器谐波严重，这会严重影响电网的正常运行，所以必须采取必要的措施对其进行抑制，目前的抑制手法很多，滤波效果优异的设备有SVG、SVC设备，但是其存在共同的缺陷就是电压等级不是很高、价格昂贵、控制算法复杂、可靠性低，这使得滤波效果得不偿失，但是单单利用电容进行补偿，其效果不明显，并且还会降低电抗器抑制过电压的效果，所以需要寻找。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种并联可控电抗器谐波抑制装置，其能够很好的实现并联可控电抗器的谐波电流抑制，又能兼顾投资，并且不会影响并联可控电抗器补偿效果。 
本发明包括：并联可控电抗器单体（1）、三角形接法并联可控电抗器组（2）、移相变压器（3）、公共连接母线（4）、并网变压器（5）；并联可控电抗器单体（1）的B-H曲线有两个拐点，三角形接法并联可控电抗器组（2）由三个并联可控电抗器单体（1）组成，其间首末端互相连接形成。两个三角形接法并联可控电抗器组（2）通过移相变压器（3）连接至公共连接母线（4），然后通过并网变压器（5）连接至电网。 
本发明的优点在于：采用了三级谐波抑制手段，第一级通过对并联可控电抗器单体（1）进行改进，采用双级铁芯结构设计的并联可空电抗器限制谐波电流；第二级通过将并联可控电抗器单体（1）接成三角型接法的并联可控电抗器组（2）对三的倍数次谐波进行抑制；第三级通过采用移相变压器（3）对谐波进行进一步的抑制，通过此种办法能够很好的抑制磁控电抗器注入电网的谐波电流，对于推广其使用有很大帮助。 
附图说明
图1为一种并联可控电抗器谐波抑制装置总体图。其中，并联可控电抗器单体（1）、三角形接法并联可控电抗器组（2）、移相变压器（3）、公共连接母线（4）、并网变压器（5）。 
图2为双级铁芯磁控电抗器铁芯截面与磁特性曲线示意图。 
图3为理论双级铁芯B-H曲线；图4为仿真双级铁芯B-H曲线。 
图5为双级铁芯可控电抗器谐波特性图；图6为移相变压器绕组接线图。 
具体实施方式
图1为本发明装置拓扑，并联可控电抗器单体（1）的磁化曲线（B-H）曲线有两个拐点，三角形接法并联可控电抗器组（2）由三个并联可控电抗器单体（1）组成。两个三角型接法的并联可控电抗器组3的六个端子分别与移相变压器的端子X1，Y1，Z1和X2，Y2，Z2相连，移相变压器（3）与公共连接母线（4）在A，B，C相连。 
采用三级谐波抑制手段： 
第一级通过对并联可控电抗器单体（1）进行改进，采用双级铁芯结构设计的磁控电抗器限制谐波电流，附图2为双级铁芯磁控电抗器铁芯截面与磁特性曲线示意图，附图3为PSCAD/EMTDC仿真环境下计算结果，结果显示双级铁芯并联可控电抗器单体（1）结果能够将谐波含量抑制到单级铁芯谐波含量的一半。
第二级通过将并联可控电抗器单体（1）接成三角型接法的并联可控电抗器组（2）对三的倍数次谐波进行抑制，这样三的倍数次谐波不会流入到电网给电网用户电能质量带来影响。 
第三级通过采用移相变压器（3）设置移相角为15°，从而对五次和其次谐波进行抑制，可以达到很好的效果，图6为移相变压器绕组接线图。 

Claims (3)

1.一种并联可控电抗器谐波抑制装置，其特征在于：包括：并联可控电抗器单体（1）、三角形接法并联可控电抗器组（2）、移相变压器（3）、公共连接母线（4）、并网变压器（5）；并联可控电抗器单体（1）的B-H曲线有两个拐点，三角形接法并联可控电抗器组（2）由三个并联可控电抗器单体（1）组成，其间首末端互相连接形成；两个三角形接法并联可控电抗器组（2）通过移相变压器（3）连接至公共连接母线（4），然后通过并网变压器（5）连接至电网。
2.根据权利要求1所述的一种并联可控电抗器谐波抑制装置，其特征在于，所述并联可控电抗器单体（1）采用的是双级饱和的铁芯可控电抗器。
3.根据权利要求1所述的一种并联可控电抗器谐波抑制装置，其特征在于，所述的移相变压器（3），通过对其绕组设定，使得移相角度为15°，从而限制5次、7次谐波。
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