CN103887956B - 一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器 - Google Patents

一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器,由上设有三根铜排母线进线和出线的铁质外壳、包含有由铜排母线、铁氧体磁环T、磁钢组件Z、电容器C、电阻器R构成的EMI滤波系统和LCL滤波系统的内部电气部件，由EMI滤波系统抑制电磁干扰，LCL滤波系统抑制来自光伏发电系统产生的高次谐波，三根铜排母线作为线路传输介质整根依次穿插于铁氧体磁环及磁钢组件中，与其他电气部件的电气点间采用铆钉方式装配连接，载流量可达1600A，额定电压480V，结构合理且紧凑、工作可靠且稳定性好，能充分满足和确保太阳能光伏逆变系统向社会电网提供高质量电能的使用需求，有很强的实用性。

Description

一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器
技术领域
本发明涉及电子抗干扰器件技术领域，特别是一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器。
背景技术
随着科技的进步和太阳能利用技术的提高，太阳能作为一种无污染、低成本、取之不竭的天然绿色能源越来越受到人们的关注。目前市场上已出现多种款式的太阳能充电器、太阳能家用电源装置、便携式太阳能电源等小型太阳能利用装置，随着太阳能利用技术的日趋成熟，将太阳能光伏发电的电能归并入社会电网系统也开始进入实施阶段。众知，太阳能光伏发电系统输出的是直流电，需用逆变器将它转换为单相或三相交流电之后才能纳入社会电网系统，而逆变器工作时会产生谐波电流，进入电网后势必会对负载端的用电设备产生不可忽视的严重干扰影响，所以，有必要在逆变器电源输出端与社会电网输入端之间增加设置高压大电流滤波器才能加以克服。目前现有的滤波器中，传统的L型滤波器，由于其高频谐波抑制功能较差而不理想，比较新兴的LCL型滤波器，虽然能消除注入电网的高次谐波成分，但因其自身抗扰度EMI不足而不适用，而在中国专利文献中公开的CN201220478272.9“组合滤波器”，虽然滤波功能较全面，但它仅适用于电梯类低压电器上，无法满足光伏发电系统高载流量、高电压场合的产业使用要求。因此，很有必要开发一种能满足太阳能光伏发电系统特殊使用需求、有利于提高太阳能光伏发电站输出电能质量的新颖高压大电流谐波滤波器。
发明内容
本发明的目的是要克服现有传统滤波器不适宜用于太阳能光伏发电系统的不足，提供一种能满足太阳能光伏发电系统特殊使用需求、有利于提高太阳能光伏发电站输出电能质量的新颖高压大电流谐波滤波器。
本发明的适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器主体包含有铁质外壳、铜排母线和内部电气部件，特征在于所述的铜排母线包含有一端外伸于铁质外壳上的三根铜排母线进线和三根铜排母线出线，所述的内部电气部件包含有由三根铜排母线进线、三根铜排母线出线、铁氧体磁环T1-4、磁钢组件Z1-3、电容器C1-15、电阻器R1-12构成的EMI滤波系统和LCL滤波系统、电气安装板、上带装配孔的安装支撑架及钢带，其中：所述的EMI滤波系统包含有三根铜排母线进线、位于三根铜排母线进线上的一组三只并联滤波电容器C1－3、由三根铜排母线进线穿过两个铁氧体磁环T1－2构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线进线上的一组三只并联滤波电容器C4－6及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C7、一组三只并联阻尼电阻器R1－3及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R4；所述的LCL滤波系统5包含有三根铜排母线出线、三根铜排母线出线穿过两个铁氧体磁环T3－4构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线出线上的一组三只并联滤波电容器C8－10及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C11、一组三只并联阻尼电阻器R5－7及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R8、及由三根铜排母线出线各穿入一磁钢组件Z1－3构成的电抗器、位于电抗器之后的三根铜排母线出线上的一组三只并联滤波电容器C12－14及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C15、和一组三只并联阻尼电阻器R9－11及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R12。
在装配状态下，所述的电容器C1-15、电阻器R1-12固定设置在电气安装板的一个表面上；所述的铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3由钢带限位、固定设置在电气安装板的另一个表面上；所述的三根铜排母线进线和三根铜排母线出线为三根各自内部自然按需弯曲、依次穿插于铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3之中的整根导线，由截面积为630mm2、可承载电流为1600A的紫铜材质制成，并与所述的电容器C1-15、电阻器R1-12的引出脚间铆接电气相连；所述的安装支撑架固定装配设置在电气安装板边沿上、并通过所述的装配孔将电气安装板固定装配设置在所述的铁质外壳的腔壁上。
工作时，来自光伏发电逆变系统的电能由三根铜排母线进线接入、先由EMI滤波系统抑制传输线路系统和空间环境的电磁干扰，然后由LCL滤波系统抑制光伏发电系统产生的高次谐波、降低光伏逆变系统产生的高次谐波及谐振影响，最后由三根铜排母线出线向社会电网输出基本消除了电磁干扰及高次谐波的高质量电能。
基于上述构思的本发明适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器,由于将EMI滤波系统和LCL滤波系统有机地组合于一体，并通过合理布局、功能互补、综合处理，具有高载流能力的三根铜排母线作为线路传输介质、整根贯穿始终、依次穿插于铁氧体磁环及磁钢组件中，且与其他电气部件的电气连接点间采用铆钉装配相连，使本发明的谐波滤波器能达到1600A载流量和高达480V的额定电压，具有很强的抗电磁干扰能力和抑制来自光伏逆变系统产生的高次谐波及谐振影响，明显具有结构紧凑且合理、工作可靠且稳定性好，能充分满足和确保太阳能光伏逆变系统向社会电网提供高质量电能的使用需求，因而有很强的实用性和可贵的市场应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的外形结构示意图；
图2是本发明实施例的电气工作原理图；
图3是本发明实施例的内部结构示意图。
图中：
1.铁质外壳2.铜排母线21.铜排母线进线22.铜排母线出线
3.内部电气部件4.EMI滤波系统5.LCL滤波系统6.电气安装板
7.安装支撑架71.装配孔8.钢带。
具体实施方式
下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步说明。
在图1、图2和图3中，本发明适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器主体包含有铁质外壳1、铜排母线2和内部电气部件3，特征在于所述的铜排母线2包含有一端外伸于铁质外壳1上的三根铜排母线进线21和三根铜排母线出线22，所述的内部电气部件3包含有由三根铜排母线进线21、三根铜排母线出线22、铁氧体磁环T1-4、磁钢组件Z1-3、电容器C1-15、电阻器R1-12构成的EMI滤波系统4和LCL滤波系统5、电气安装板6、上带装配孔71的安装支撑架7及钢带8，其中：所述的EMI滤波系统4包含有三根铜排母线进线21、位于三根铜排母线进线21上的一组三只并联滤波电容器C1－3、由三根铜排母线进线21穿过两个铁氧体磁环T1－2构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线进线21上的一组三只并联滤波电容器C4－6及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C7、一组三只并联阻尼电阻器R1－3及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R4；所述的LCL滤波系统5包含有三根铜排母线出线22、三根铜排母线出线22穿过两个铁氧体磁环T3－4构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线出线22上的一组三只并联滤波电容器C8－10及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C11、一组三只并联阻尼电阻器R5－7及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R8、及由三根铜排母线出线22各穿入一磁钢组件Z1－3构成的电抗器、位于电抗器之后的三根铜排母线出线22上的一组三只并联滤波电容器C12－14及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C15、和一组三只并联阻尼电阻器R9－11及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R12。
在装配状态下，所述的电容器C1-15、电阻器R1-12固定设置在电气安装板6的一个表面上；所述的铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3由钢带8限位、固定设置在电气安装板6的另一个表面上；所述的三根铜排母线进线21和三根铜排母线出线22为三根各自内部自然按需弯曲、依次穿插于铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3之中的整根导线，由截面积为630mm2、可承载电流为1600A的紫铜材质制成，并与所述的电容器C1-15、电阻器R1-12的引出脚间铆接电气相连；所述的安装支撑架7固定装配设置在电气安装板6边沿上、并通过所述的装配孔71将电气安装板6固定装配设置在所述的铁质外壳1的腔壁上。
工作时，来自光伏发电逆变系统的电能由三根铜排母线进线21接入、先由EMI滤波系统4抑制传输线路系统和空间环境的电磁干扰，然后由LCL滤波系统5抑制光伏发电系统产生的高次谐波、降低光伏逆变系统产生的高次谐波及谐振影响，最后由三根铜排母线出线22向社会电网输出基本消除了电磁干扰及高次谐波的高质量电能。

Claims (1)

1.一种适于光伏逆变系统使用的高压大电流谐波滤波器,主体包含有铁质外壳(1)、铜排母线(2)和内部电气部件(3)，其特征在于所述的铜排母线(2)包含有一端外伸于铁质外壳(1)上的三根铜排母线进线(21)和三根铜排母线出线(22)，所述的内部电气部件(3)包含有由三根铜排母线进线(21)、三根铜排母线出线(22)、铁氧体磁环T1-4、磁钢组件Z1-3、电容器C1-15、电阻器R1-12构成的EMI滤波系统(4)和LCL滤波系统(5)、电气安装板(6)、上带装配孔(71)的安装支撑架(7)及钢带(8)，其中：
所述的EMI滤波系统(4)包含有三根铜排母线进线(21)、位于三根铜排母线进线(21)上的一组三只并联滤波电容器C1－3、由三根铜排母线进线(21)穿过两个铁氧体磁环T1－2构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线进线(21)上的一组三只并联滤波电容器C4－6及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C7、一组三只并联阻尼电阻器R1－3及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R4；
所述的LCL滤波系统(5)包含有三根铜排母线出线(22)、三根铜排母线出线(22)穿过两个铁氧体磁环T3－4构成的共模电感、位于共模电感之后的三根铜排母线出线(22)上的一组三只并联滤波电容器C8－10及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C11、一组三只并联阻尼电阻器R5－7及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R8、及由三根铜排母线出线(22)各穿入一磁钢组件Z1－3构成的电抗器、位于电抗器之后的三根铜排母线出线(22)上的一组三只并联滤波电容器C12－14及一串联在该组并联电容器公共点上的接地电容器C15、和一组三只并联阻尼电阻器R9－11及串联在该并联电阻器公共点上的接地电阻器R12;
在装配状态下，所述的电容器C1-15、电阻器R1-12固定设置在电气安装板（6）的一个表面上；所述的铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3由钢带（8）限位、固定设置在电气安装板（6）的另一个表面上；所述的三根铜排母线进线（21）和三根铜排母线出线（22）为三根各自内部自然按需弯曲、依次穿插于铁氧体磁环T1-4及磁钢组件Z1-3之中的整根导线，由截面积为630mm2、可承载电流为1600A的紫铜材质制成，并与所述的电容器C1-15、电阻器R1-12的引出脚间铆接电气相连；所述的安装支撑架（7）固定装配设置在电气安装板（6）边沿上、并通过所述的装配孔（71）将电气安装板（6）固定装配设置在所述的铁质外壳（1）的腔壁上；
工作时，来自光伏发电逆变系统的电能由三根铜排母线进线（21）接入、先由EMI滤波系统（4）抑制传输线路系统和空间环境的电磁干扰，然后由LCL滤波系统（5）抑制光伏发电系统产生的高次谐波、降低光伏逆变系统产生的高次谐波及谐振影响，最后由三根铜排母线出线（22）向社会电网输出基本消除了电磁干扰及高次谐波的高质量电能。
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