CN106340880A - 铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，所述装置包括：零序滤波器，零序滤波器包括四个芯柱和六个绕组，各绕组匝数相同，各个芯柱平行，第一、第二、第三平行平面夹角120度，第一平行平面由第一、二芯柱构成，第二平行平面由第一、三芯柱构成，第三平行平面由第一、四芯柱构成，第一芯柱上绕制三个绕组，其它芯柱上各绕制一个绕组；每相绕组被分成两个半绕组，分别位于两个不同芯柱上，每一相电压是由两个位于不同芯柱上半绕组反向连接而得，同时将三个下半绕组出线端短接后连接到电网中性线上，三个上半绕组与三相电网直接并联。本发明为配电网中的零序谐波电流提供一个低阻通道，滤除配电网中性线上的零序谐波电流。

Description

铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置

技术领域

本发明涉及电能质量控制技术领域，特别是涉及一种铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置。

背景技术

在低压配电系统中，三相四线制供电方式是最主要的供电方式。随着城市的现代化，大量的个人计算机、办公自动化设备、变频空调、照明电源及不间断电源等非线性电器设备会产生大量的谐波电流，尤其是零序谐波，即使它们的单台功率较小，但因其总数庞大，所带来的谐波污染是极其严重的。

零序谐波电流尤其是3倍次谐波电流在中性线上叠加而不相互抵消，致使完全平衡的系统也会产生较大的中性线电流。中性线电流过大不仅增大了配电网网损而且会使中性线过载过热。在配电网中中性线过载过热经常引起中性线断线，中性线断线会使中性点电位偏移，中性点电位偏移会对额定电压为220V的单相负荷产生不良影响，导致三相设备(如电机等)出力下降、过热甚至烧毁等异常现象。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，为配电网中产生的零序谐波电流提供一个低阻通道，使零序谐波电流在零序滤波器和负荷之间流动，不经中性线流回系统，滤除配电网中性线上的零序谐波电流。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一种铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，包括零序滤波器，所述零序滤波器包括铁芯和线圈；

所述铁芯包括第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱、第四芯柱、第一铁轭和第二铁轭，所述线圈包括第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的匝数相同；

所述第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱平行，所述第一芯柱与所述第二芯柱构成第一平行平面，所述第一芯柱与所述第三芯柱构成第二平行平面，所述第一芯柱与所述第四芯柱构成第三平行平面，所述第一平行平面与所述第二平行平面的夹角为120度，所述第二平行平面与所述第三平行平面的夹角为120度，所述第三平行平面与所述第一平行平面的夹角为120度；

所述第二绕组、第四绕组和第六绕组按预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组之间绝缘；

所述第一绕组按所述预设方向缠绕在所述第二芯柱上，所述第三绕组按所述预设方向缠绕在所述第三芯柱上，所述第五绕组按所述预设方向缠绕在所述第四芯柱上；

所述第一绕组的首端接线端连接在电源三相导线中的A相导线和负荷之间，所述第一绕组的末端接线端连接所述第四绕组的末端接线端，所述第三绕组的首端接线端连接在所述电源三相导线中的B相导线和所述负荷之间，所述第三绕组的末端接线端连接所述第六绕组的末端接线端，所述第五绕组的首端接线端连接在所述电源三相导线中的C相导线和所述负荷之间，所述第五绕组的末端接线端连接所述第二绕组的末端接线端，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的首端接线端相连后接入中性线。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，零序滤波器包括四个芯柱，第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，第一芯柱位于第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处，第一芯柱上绕制3个绕组，其余芯柱上各绕制一个绕组，6个绕组匝数相等，第一绕组、第三绕组和第五绕组为上半绕组，第二绕组、第四绕组和第六绕组为下半绕组，每相绕组被分成两个半绕组，分别位于两个不同的芯柱上，每一相的电压是由两个位于不同芯柱上的半绕组反向连接而得。同时将三个下半绕组出线端短接后连接到电网的中性线上，三个上半绕组与三相电网直接并联。零序滤波器按照上述方法连接后，零序磁通相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从而使零序性质的谐波电流在低压铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置和非线性负载之间流动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。同时零序滤波器的铁芯结构空间对称，三相磁路相互独立，互不影响，可以有效降低零序滤波器的漏磁，减小零序滤波器的阻抗，零序滤波器并联在线路中，零序滤波器的阻抗越小，零序电流越容易流入零序滤波器，提高零序滤波器的滤波效果。

附图说明

图1为一个实施例中铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置接线示意图；

图2为一个实施例中零序滤波器的绕制方式示意图；

图3为一个实施例中阻零器的绕制方式示意图一；

图4为一个实施例中阻零器的绕制方式示意图二；

图5为基于图1所示装置一个具体示例中铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置接线示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

一个实施例中铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，如图1、2所示，包括零序滤波器101，所述零序滤波器包括铁芯和线圈；

所述铁芯包括第一芯柱201、第二芯柱202、第三芯柱203、第四芯柱204、第一铁轭和第二铁轭，所述线圈包括第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的匝数相同；

所述第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱平行，所述第一芯柱与所述第二芯柱构成第一平行平面，所述第一芯柱与所述第三芯柱构成第二平行平面，所述第一芯柱与所述第四芯柱构成第三平行平面，所述第一平行平面与所述第二平行平面的夹角为120度，所述第二平行平面与所述第三平行平面的夹角为120度，所述第三平行平面与所述第一平行平面的夹角为120度；

所述第二绕组、第四绕组和第六绕组按预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组之间绝缘；

所述第一绕组按所述预设方向缠绕在所述第二芯柱上，所述第三绕组按所述预设方向缠绕在所述第三芯柱上，所述第五绕组按所述预设方向缠绕在所述第四芯柱上；

所述第一绕组的首端接线端11连接在电源三相导线中的A相导线和负荷之间，所述第一绕组的末端接线端11’连接所述第四绕组的末端接线端22’，所述第三绕组的首端接线端21连接在所述电源三相导线中的B相导线和所述负荷之间，所述第三绕组的末端接线端21’连接所述第六绕组的末端接线端32’，所述第五绕组的首端接线端31连接在所述电源三相导线中的C相导线和所述负荷之间，所述第五绕组的末端接线端31’连接所述第二绕组的末端接线端12’，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的首端接线端12、22、32相连后接入中性线。

这里，各个芯柱相互平行，所述第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，所述第一芯柱位于所述第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处；

具体地，零序滤波器的铁芯是由三个单相变压器铁芯组成的三相变压器组，4个铁心柱中，第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，第一芯柱位于第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处，第一芯柱由A、B、C三相共用，第一芯柱上绕制3个绕组，其余芯柱上各绕制一个绕组，6个绕组匝数相等，第一绕组、第三绕组和第五绕组为上半绕组，第二绕组、第四绕组和第六绕组为下半绕组，每相绕组被分成两个半绕组，分别位于两个不同的芯柱上，每一相的电压是由两个位于不同芯柱上的半绕组反向连接而得。同时将三个下半绕组出线端短接后连接到电网的中性线上，三个上半绕组与三相电网直接并联。曲折移相连接后，零序磁通相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从而使零序性质的谐波电流在低压铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置和非线性负载之间流动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。零序滤波器的滤波效果与滤波器的零序阻抗大小直接相关，滤波器的零序阻抗越小，零序电流分流作用越明显，滤波效果也就越好，而零序滤波器的零序电抗完全由零序漏电抗构成。零序漏电抗的大小不仅与绕组的绕制方式有关，铁芯磁路的严格对称也可以大大减小滤波器的漏磁。该发明所设计的铁芯结构空间对称，三相磁路相互独立，互不影响，并且严格对称，可以有效降低零序滤波器的漏磁，提高零序滤波器的滤波效果。

从以上描述可知，本发明铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，为配电网中产生的零序谐波电流提供一个低阻通道，使零序谐波电流在零序滤波器和负荷之间流动，不经中性线流回系统，滤除配电网中性线上的零序谐波电流。

此外，在一个具体示例中，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组并行、按所述预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面与所述第一芯柱的纵向切面平行。

这里，第一芯柱上的各个绕组采用并行、同方向缠绕，并留出六个接线端与系统和其他绕组相连，各个绕组之间绝缘。该绕制方式可以减少各个绕组之间与非导磁材料(如空气)接触的面积，有效降低零序滤波器的漏磁，提高零序滤波器的滤波效果。

具体地，第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面，为所述第二绕组、第四绕组和第六绕组在所述第一芯柱一端并在一起形成的平面。

第一芯柱的纵向切面为平行第一芯柱的轴线剖切开物体所得到的剖切面。

此外，在一个具体示例中，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组并行、按所述预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面与所述第一芯柱的横向切面平行。

这里，第一芯柱上的各个绕组都按相同的方向沿铁芯柱单股缠绕，三股线在空间中呈层式分布，绕制为内绕组、中间绕组和外绕组，三股线之间绝缘。该绕制方式可以减少各个绕组之间与非导磁材料接触的面积，有效降低零序滤波器的漏磁，提高零序滤波器的滤波效果。

具体地，第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面，为所述第二绕组、第四绕组和第六绕组在所述第一芯柱一端并在一起形成的平面。

第一芯柱的横向切面为垂直第一芯柱的轴线剖切开物体所得到的剖切面。

此外，在一个具体示例中，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组依次按顺时针方向缠绕在所述第一芯柱上，或者所述第二绕组、第四绕组和第六绕组依次按逆时针方向缠绕在所述第一芯柱上。

具体地，第一芯柱各个绕组绕制方式只同序，即三根线依次沿铁芯按顺时针或逆时针的方向缠绕(第一根绕完再绕第二根，第二根绕完再绕第三根)。

此外，在一个具体示例中，所述铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置还包括阻零器、第一开关、第二开关和第三开关，所述阻零器包括第五芯柱、第七绕组、第八绕组和第九绕组；

所述第七绕组、第八绕组和第九绕组同向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组之间绝缘，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的匝数相同；

所述第七绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的A相导线，所述第七绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第一绕组的首端接线端和所述负荷，所述第八绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的B相导线，所述第八绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第三绕组的首端接线端和所述负荷，所述第九绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的C相导线，所述第九绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第五绕组的首端接线端和所述负荷，所述第一开关与所述第七绕组并联，所述第二开关与所述第八绕组并联，所述第三开关与所述第九绕组并联。

这里，阻零器可有效抑制由系统电网电压不平衡造成的零序电流通过零序滤波器流入中性线，提高零序滤波器的滤波效果，满足实际应用需要。

当A、B、C三相正负序的电流通过阻零器时，由于三相正负序电流大小相等，角度相差120°，且三相绕组缠绕在同一个铁芯柱上，所以产生的磁通叠加之和为零，阻零器对其阻抗也为零，当零序谐波电流通过阻零器时，由于零序谐波电流同相位，所以产生的磁通叠加为三者之和会产生很大的磁通，此时阻零器对零序谐波电流呈现很大的阻抗，从达到了降低零序电流的目的。

具体地，阻零器可以根据实际工程需要控制是否投入使用，当第一开关、第二开关和第三开关断开时，阻零器投入使用，当第一开关、第二开关和第三开关闭合时，阻零器不投入使用。

此外，在一个具体示例中，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面与所述第五芯柱的纵向切面平行。

具体地，如图3所示，301为A线，302为B线，303为C线，系统电流按如图箭头方向流入阻零器，将系统三相导线同序缠绕在一根铁心柱上，绕制方式采用三股线并行绕在同一根铁心柱上，三股线之间相互绝缘。

这里，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面如图3所示，为所述第七绕组、第八绕组和第九绕组在所述第五芯柱一端并在一起形成的平面。

所述第五芯柱的纵向切面为平行第五芯柱的轴线剖切开物体所得到的剖切面。

此外，在一个具体示例中，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面与所述第五芯柱的横向切面平行。

具体地，如图4所示，401为阻零器的铁心柱，402为A相线绕制的内绕组，403为B相线绕制的中间绕组，404为C相线绕制的外绕组。A、B、C三股线中每股线都按相同的方向沿铁芯柱单股缠绕，三股线在空间中呈层式分布，A相线作为内绕组，B相线作为中间绕组，C相线作为外绕组。

这里，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面如图4所示，为所述第七绕组、第八绕组和第九绕组在所述第五芯柱一端并在一起形成的平面。

所述第五芯柱的横向切面为垂直第五芯柱的轴线剖切开物体所得到的剖切面。

这里，上述两种采用并行、同方向的绕制方式可以大大减少阻零器的漏磁，提高其工作性能。

此外，在一个具体示例中，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组依次按顺时针方向缠绕在所述第五芯柱上，或者所述第七绕组、第八绕组和第九绕组依次按逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上。

具体地，阻零器绕制方式只同序，即三根线依次沿铁芯按顺时针或逆时针的方向缠绕(第一根绕完再绕第二根，第二根绕完再绕第三根)。阻零器滤出系统电压不平衡引起的零序电流，当零序谐波电流通过阻零器时，由于零序谐波电流同相位，所以产生的磁通叠加为三者之和会产生很大的磁通，此时阻零器对零序谐波电流呈现很大的阻抗，从达到了降低零序电流的目的。

此外，在一个具体示例中，所述预设方向为顺时针方向或逆时针方向。具体地，零序滤波器的六个绕组采用顺时针方向或逆时针方向缠绕在芯柱上。按照图2所示连接后，零序磁通相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从而使零序性质的谐波电流在低压铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置和非线性负荷之间流动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。

此外，在一个具体示例中，所述零序滤波器的第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的导线规格相同。

此外，在一个具体示例中，所述阻零器的第七绕组、第八绕组和第九绕组的导线规格相同。

这里，导线规格包括导线材质，半径(圆导线)或宽度厚度(扁导线)。

具体地，零序滤波器和阻零器绕组的导线规格根据线路额定电流大小决定。

为了更好地理解上述装置，以下详细阐述一个本发明铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置的应用实例。

如图5所示，该应用实例可以包括零序滤波器501、阻零器502和开关K1、K2、K3；

所述零序滤波器包括铁芯和线圈；

如图2所示，所述铁芯包括第一芯柱201、第二芯柱202、第三芯柱203、第四芯柱204、第一铁轭和第二铁轭，所述线圈包括第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的匝数相同；

所述第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱平行，所述第一芯柱与所述第二芯柱构成第一平行平面，所述第一芯柱与所述第三芯柱构成第二平行平面，所述第一芯柱与所述第四芯柱构成第三平行平面，所述第一平行平面与所述第二平行平面的夹角为120度，所述第二平行平面与所述第三平行平面的夹角为120度，所述第三平行平面与所述第一平行平面的夹角为120度；

所述第二绕组、第四绕组和第六绕组并行、按预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面与所述第一芯柱的纵向切面平行，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组之间绝缘；

所述第一绕组按所述预设方向缠绕在所述第二芯柱上，所述第三绕组按所述预设方向缠绕在所述第三芯柱上，所述第五绕组按所述预设方向缠绕在所述第四芯柱上；

上述第二绕组、第四绕组和第六绕组采用并行、同方向的绕制方式可以大大减少零序滤波器的漏磁，提高其工作性能。

所述预设方向为顺时针方向或逆时针方向；

所述阻零器包括第五芯柱、第七绕组、第八绕组和第九绕组，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组之间绝缘，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的匝数相同，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面与所述第五芯柱的纵向切面平行；如图3所示，301为A线，302为B线，303为C线，系统电流按如图箭头方向流入阻零器，将系统三相导线同序缠绕在一根铁心柱上，绕制方式采用三股线并行绕在同一根铁心柱上，三股线之间相互绝缘；

所述阻零器的第七绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的A相导线，所述第七绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第一绕组的首端接线端11和负荷，所述阻零器的第八绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的B相导线，所述第八绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第三绕组的首端接线端21和所述负荷，所述阻零器的第九绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的C相导线，所述第九绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第五绕组的首端接线端31和所述负荷，所述零序滤波器的第一绕组的末端接线端11’连接所述第四绕组的末端接线端22’，所述零序滤波器的第三绕组的末端接线端21’连接所述第六绕组的末端接线端32’，所述零序滤波器的第五绕组的末端接线端31’连接所述第二绕组的末端接线端12’，所述零序滤波器的第二绕组、第四绕组和第六绕组的首端接线端12、22、32相连后接入中性线。

开关K1与所述阻零器的第七绕组并联，开关K2与所述阻零器的第八绕组并联，开关K3与所述阻零器的第九绕组并联。

阻零器可以根据实际工程需要控制是否投入使用，图5中，当开关K1、K2、K3断开时，阻零器投入使用，当开关K1、K2、K3闭合时，阻零器不投入使用。

所述零序滤波器的第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的导线规格相同。所述阻零器的第七绕组、第八绕组和第九绕组的导线规格相同。这里，导线规格包括导线材质，半径(圆导线)或宽度厚度(扁导线)。具体地，零序滤波器和阻零器绕组的导线规格根据线路额定电流大小决定。

这里，第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱相互平行，所述第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，所述第一芯柱位于所述第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处；

具体地，零序滤波器接入点的线路上串联一阻零器，从电源侧接入的三相线同序缠绕在阻零器铁心柱上，绕制方式采用三股线并行绕在同一根铁心柱上，三股线之间相互绝缘。当A、B、C三相正负序的电流通过阻零器时，由于三相正负序电流大小相等，角度相差120°，且三相绕组缠绕在同一个铁芯柱上，所以产生的磁通叠加之和为零，阻零器对其阻抗也为零，当零序谐波电流通过阻零器时，由于零序谐波电流同相位，所以产生的磁通叠加为三者之和会产生很大的磁通，此时阻零器对零序谐波电流呈现很大的阻抗，从达到了降低零序电流的目的。采用并行、同方向的绕制方式可以大大减少阻零器的漏磁，提高其工作性能。

零序滤波器的铁芯是由三个单相变压器铁芯组成的三相变压器组，4个铁心柱中，第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，第一芯柱位于第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处，第一芯柱由A、B、C三相共用，第一芯柱上绕制3个绕组，其余芯柱上各绕制一个绕组，6个绕组匝数相等，第一绕组、第三绕组和第五绕组为上半绕组，第二绕组、第四绕组和第六绕组为下半绕组，每相绕组被分成两个半绕组，分别位于两个不同的芯柱上，每一相的电压是由两个位于不同芯柱上的半绕组反向连接而得。同时将三个下半绕组出线端短接后连接到电网的中性线上，三个上半绕组与三相电网直接并联。曲折移相连接后，零序磁通相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从而使零序性质的谐波电流在低压铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置和非线性负载之间流动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。零序滤波器的滤波效果与滤波器的零序阻抗大小直接相关，滤波器的零序阻抗越小，零序电流分流作用越明显，滤波效果也就越好，而零序滤波器的零序电抗完全由零序漏电抗构成。零序漏电抗的大小不仅与绕组的绕制方式有关，铁芯磁路的严格对称也可以大大减小滤波器的漏磁。该发明所设计的铁芯结构空间对称，三相磁路相互独立，互不影响，并且严格对称，可以有效降低零序滤波器的漏磁，提高零序滤波器的滤波效果。

从以上描述可知，本实施例阻零器可有效抑制由系统电网电压不平衡造成的零序电流通过零序滤波器流入中性线，阻零器三个绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在芯柱上，三个绕组的并行平面与芯柱的纵向切面平行，采用并行、同方向的绕制方式可以大大减少阻零器的漏磁，提高其工作性能；零序滤波器包括四个芯柱，第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的空间位置角互差120度，第一芯柱位于第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱的位置确定的三角形的中心处，第一芯柱上绕制3个绕组，其余芯柱上各绕制一个绕组，6个绕组匝数相等，第一绕组、第三绕组和第五绕组为上半绕组，第二绕组、第四绕组和第六绕组为下半绕组，每相绕组被分成两个半绕组，分别位于两个不同的芯柱上，每一相的电压是由两个位于不同芯柱上的半绕组反向连接而得。同时将三个下半绕组出线端短接后连接到电网的中性线上，三个上半绕组与三相电网直接并联。零序滤波器按照上述方法连接后，零序磁通相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从而使零序性质的谐波电流在低压铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置和非线性负载之间流动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。同时零序滤波器的铁芯结构空间对称，三相磁路相互独立，互不影响，可以有效降低零序滤波器的漏磁，提高零序滤波器的滤波效果，并且制作工艺简单，可实施性强，可靠性高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，包括零序滤波器，所述零序滤波器包括铁芯和线圈；

所述铁芯包括第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱、第四芯柱、第一铁轭和第二铁轭，所述线圈包括第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组，所述第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的匝数相同；

所述第一芯柱、第二芯柱、第三芯柱和第四芯柱平行，所述第一芯柱与所述第二芯柱构成第一平行平面，所述第一芯柱与所述第三芯柱构成第二平行平面，所述第一芯柱与所述第四芯柱构成第三平行平面，所述第一平行平面与所述第二平行平面的夹角为120度，所述第二平行平面与所述第三平行平面的夹角为120度，所述第三平行平面与所述第一平行平面的夹角为120度；

所述第二绕组、第四绕组和第六绕组按预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组之间绝缘；

所述第一绕组按所述预设方向缠绕在所述第二芯柱上，所述第三绕组按所述预设方向缠绕在所述第三芯柱上，所述第五绕组按所述预设方向缠绕在所述第四芯柱上；

所述第一绕组的首端接线端连接在电源三相导线中的A相导线和负荷之间，所述第一绕组的末端接线端连接所述第四绕组的末端接线端，所述第三绕组的首端接线端连接在所述电源三相导线中的B相导线和所述负荷之间，所述第三绕组的末端接线端连接所述第六绕组的末端接线端，所述第五绕组的首端接线端连接在所述电源三相导线中的C相导线和所述负荷之间，所述第五绕组的末端接线端连接所述第二绕组的末端接线端，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的首端接线端相连后接入中性线。

2.根据权利要求1所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组并行、按所述预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面与所述第一芯柱的纵向切面平行。

3.根据权利要求1所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组并行、按所述预设方向缠绕在所述第一芯柱上，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组的并行平面与所述第一芯柱的横向切面平行。

4.根据权利要求1所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第二绕组、第四绕组和第六绕组依次按顺时针方向缠绕在所述第一芯柱上，或者所述第二绕组、第四绕组和第六绕组依次按逆时针方向缠绕在所述第一芯柱上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，还包括阻零器、第一开关、第二开关和第三开关；

所述阻零器包括第五芯柱、第七绕组、第八绕组和第九绕组；

所述第七绕组、第八绕组和第九绕组同向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组之间绝缘，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的匝数相同；

所述第七绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的A相导线，所述第七绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第一绕组的首端接线端和所述负荷，所述第八绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的B相导线，所述第八绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第三绕组的首端接线端和所述负荷，所述第九绕组的首端接线端连接所述电源三相导线中的C相导线，所述第九绕组的末端接线端分别连接所述零序滤波器第五绕组的首端接线端和所述负荷，所述第一开关与所述第七绕组并联，所述第二开关与所述第八绕组并联，所述第三开关与所述第九绕组并联。

6.根据权利要求5所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面与所述第五芯柱的纵向切面平行。

7.根据权利要求5所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组并行、按顺时针或逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组的并行平面与所述第五芯柱的横向切面平行。

8.根据权利要求5所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述第七绕组、第八绕组和第九绕组依次按顺时针方向缠绕在所述第五芯柱上，或者所述第七绕组、第八绕组和第九绕组依次按逆时针方向缠绕在所述第五芯柱上。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述预设方向为顺时针方向或逆时针方向。

10.根据权利要求1所述的铁芯结构改变的配电网中性线零序谐波抑制装置，其特征在于，所述零序滤波器的第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组、第五绕组和第六绕组的导线规格相同。