CN109494745A - 一种电抗器谐波治理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电抗器谐波治理系统，应用于谐波源的三相电路中，其特征在于，包括：滤波电路，所述滤波电路同时与零线和所述三相电路中的三个相线电性连接，所述滤波曲折磁回路三次谐波低阻抗通道用于消除所述三相电路中的三次谐波；控制电路，所述控制电路设置在所述滤波电路上，用于控制所述滤波电路中产生磁性滤波阻抗的强度。在滤波电路中接入控制电路，调节磁性滤波的阻抗强度，从而使该电抗器谐波治理系统能适用于更多类型的三次谐波的清除。

Description

一种电抗器谐波治理系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电抗器谐波治理系统。

背景技术

随着科技的发展，电能已成为生活中的必须能源，通过变压器等电力系统保证居民用电。

在电力系统中，如三相系统，电子产品会产生大量的谐波，导致电网谐波污染，引发变压器过热、配电系统不稳定等安全隐患，其中三次谐波的影响尤为严重。目前，多采用在电路中设置滤波电路，该滤波电路会产生容性滤波来去除三次谐波，达到治理谐波的目的，其中滤波电路由电抗器和电容器组成。

现有的谐波治理系统中，只单纯地采用了滤波电路，无法对滤波电路内的滤波支路阻抗进行调节，则该谐波治理系统的适用范围较小。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能调节磁性滤波阻抗的电抗器谐波治理系统。

一种电抗器谐波治理系统，应用于谐波源的三相电路中，其特征在于，包括：

滤波电路，所述滤波电路同时与零线和所述三相电路中的三个相线电性连接，所述滤波电路曲折磁回路三次谐波低阻抗通道,用于消除所述三相电路中的谐波；

控制电路，所述控制电路设置在所述滤波电路上，用于控制所述滤波电路中产生磁性滤波的阻抗强度。

根据本发明提出的电抗器谐波治理系统，在滤波电路中接入控制电路，调节磁性滤波的阻抗强度，从而使该电抗器谐波治理系统能适用于更多类型的三次谐波的清除。

另外，根据本发明提供的电抗器谐波治理系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述滤波电路上设有若干电抗器，所述电抗器平均分配并分别接入所述三相电路中三个相线中，接入同一相线中的电抗器组成滤波子电路，可以理解为当电抗器数量为3个时，电抗器会分别接入一个相线中，此时1个电抗器即形成滤波子电路。

进一步地，所述电抗器的数量为6个，则每个滤波子电路中包含2个电抗器。

进一步地，所述滤波电路包括第一相电抗器、第二相电抗器、第三相电抗器、第一零序电抗器、第二零序电抗器和第三零序电抗器，所述第一相电抗器、第二相电抗器和第三相电抗器分别连接所述三相电路中的三个相线，所述第一零序电抗器、第二零序电抗器和第三零序电抗器朝向所述零线的末端依次连接所述零线，所述第一相电抗器连接所述第二零序电抗器，所述第二相电抗器连接所述第三零序电抗器，所述第三相电抗器连接所述第一零序电抗器，以此组成曲折接线，降低零序阻抗，使谐波电流之间相互抵消。

进一步地，所述滤波子电路的电抗器绕组为相反绕组，在电抗器曲折接线的基础上，同一滤波子电路中的电抗器会产生反极性相互抵消的磁通，提供了三次谐波的低阻抗回路。

进一步地，所述控制电路包括三个电感线圈，所述电感线圈分别设置于在所述子滤波电路中，所述电感线圈用于改变对应电路中的磁性滤波阻抗强度。

进一步地，所述电感线圈连接电源，所述电感线圈与所述电源的连接电路中设有可变电阻，可变电阻可选择滑动电阻、分段电阻或电阻箱，当改变可变电阻接入电路中的电阻大小时能改变电路中的电流，从而改变电感线圈的磁通，进而改变对应滤波子电路中的磁性滤波阻抗。

进一步地，所述可变电阻连接控制器，所述控制器用于根据实际谐波的大小调节可变电阻接入电路的电阻大小。

进一步地，所述控制器包括：

存储模块，用于输入、修改和存储滤波子电路的磁性滤波阻抗强度的初始值；

感应模块，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

比较模块，用于对比所述初始值和所述谐波阻抗强度；

执行模块，当所述比较模块判断所述谐波阻抗强度大于所述初始值时，所述执行模块控制所述可变电阻减小自身接入电路的电阻，反之，控制所述可变电阻增大自身接入电路的电阻。

进一步地，所述感应模块包括：

子电路感应单元，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

主电路感应单元，用于感应所述三相电路中沿电流方向位于所述滤波电路前方和后方的谐波阻抗强度，计算谐波去除率，设定预期值，判断当去除率小于预期值时，定量减小所述初始值，重复以上判断直至去除率大于预期值。

本发明的有益效果至少包括：

（1）控制电路能调节磁性滤波阻抗的强度，从而使该电抗器谐波治理系统能适用于更多类型的三次谐波的清除；

（2）滤波电路中采用曲折接线，且滤波子电路中采用两个异性反极性的电抗器，能提供三次谐波低阻抗回路，有效去除三次谐波；

（3）控制器能控制可变电阻的接入电阻大小，其中主电路感应单元能持续对控制电路的磁通进行修正，以使滤波电路对去除滤波达到最好的效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一实施例的电抗器谐波治理系统的结构框图；

图2是图1中电抗器谐波治理系统的电路连接示意图；

图3是本发明第二实施例的电抗器谐波治理系统的电路连接示意图；

图4是本发明第二实施例的电抗器谐波治理系统的向量图；

图5是本发明第三实施例的控制电路的电路连接示意图；

图6是图5中控制器的结构框图；

图7是图6中感应模块的结构框图；

图中：1-滤波电路，11-第一相电抗器，12-第二相电抗器，13-第三相电抗器，14-第一零序电抗器，15-第二零序电抗器，16-第三零序电抗器，2-控制电路，21-电感线圈，22-电源，23-可变电阻，24-控制器，241-存储模块，242-感应模块，243-比较模块，244-执行模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，本发明的第一实施例提出一种电抗器谐波治理系统，应用于谐波源的三相电路中，其特征在于，包括：

滤波电路1，所述滤波电路1同时与零线和所述三相电路中的三个相线电性连接，所述滤波电路用于产生磁性滤波阻抗消除所述三相电路中的谐波；

控制电路2，所述控制电路2设置在所述滤波电路1上，用于控制所述滤波电路1中产生磁性滤波阻抗的强度。

本发明的优势在于，在滤波电路1中接入控制电路2，调节磁性滤波的强度，从而使该电抗器谐波治理系统能适用于更多类型的三次谐波的清除。

具体的，所述滤波电路1上设有若干电抗器，所述电抗器平均分配并分别接入所述三相电路中三个相线中，接入同一相线中的电抗器组成滤波子电路。

可以理解的是，当电抗器数量为3个时，电抗器会分别接入一个相线中，此时1个电抗器即形成滤波子电路。

所述控制电路2包括三个电感线圈21，所述电感线圈21分别设置于在所述子滤波电路1上，所述电感线圈21用于改变对应电路中的磁性滤波强度。

在本实施例中，所述电抗器的数量为6个，则每个滤波子电路中包含2个电抗器，利用电抗器能去除电路中的谐波。

对上述结构分10次测定谐波去除率，取平均值得61.6%。

请参阅图3，本发明的第二实施例提出一种电抗器谐波治理系统，包括：

滤波电路1，所述滤波电路1同时与零线和所述三相电路中的三个相线电性连接，所述滤波电路用于产生磁性滤波阻抗消除所述三相电路中的谐波；

控制电路2，所述控制电路2设置在所述滤波电路1上，用于控制所述滤波电路1中产生磁性滤波阻抗的强度。

具体的，所述滤波电路1包括第一相电抗器11、第二相电抗器12、第三相电抗器13、第一零序电抗器14、第二零序电抗器15和第三零序电抗器16，所述第一相电抗器11、第二相电抗器12和第三相电抗器13分别连接所述三相电路中的三个相线，所述第一零序电抗器14、第二零序电抗器15和第三零序电抗器16朝向所述零线的末端依次连接所述零线，所述第一相电抗器11连接所述第二零序电抗器15，所述第二相电抗器12连接所述第三零序电抗器16，所述第三相电抗器13连接所述第一零序电抗器14，同一相线中的电抗器组成滤波子电路，如AA’、BB’和CC’电路。

请参阅图4，以上结构形成曲折接线，降低了零序阻抗，同时，其各滤波子电路中的谐波向量相互作用产生抵消，从而实现谐波的去除。

优选的，所述滤波子电路的电抗器绕组为相反绕组，在电抗器曲折接线的基础上，同一滤波子电路中的电抗器会产生反极性相互抵消的磁通，提供了三次谐波的低阻抗回路。

对上述结构分10次测定谐波去除率，取平均值得70.9%，较第一实施例中的去除率大，可见采用曲折接线较传统的直连对谐波的去除效果更好。

请参阅图5~7，本发明的第三实施例提出一种电抗器谐波治理系统，本实施例与第二实施例基本一致，不同之处在于：

所述电感线圈21连接电源22，所述电感线圈21与所述电源22的连接电路中设有可变电阻23，可变电阻23可选择滑动电阻、分段电阻或电阻箱，当改变可变电阻23接入电路中的电阻大小时能改变电路中的电流，从而改变电感线圈21的磁通，进而改变对应滤波子电路中的磁性滤波阻抗。

优选的，所述可变电阻23连接控制器24，所述控制器24用于根据实际谐波的大小调节可变电阻23接入电路的电阻大小。

具体的，所述控制器24包括：

存储模块241，用于输入、修改和存储滤波子电路的磁性滤波阻抗强度的初始值；

感应模块242，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

比较模块243，用于对比所述初始值和所述谐波阻抗强度；

执行模块244，当所述比较模块判断所述谐波阻抗强度大于所述初始值时，所述执行模块控制所述可变电阻减小自身接入电路的电阻，反之，控制所述可变电阻增大自身接入电路的电阻。该初始值可通过理论计算得出。

进一步地，所述感应模块242包括：

子电路感应单元，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

主电路感应单元，用于感应所述三相电路中沿电流方向位于所述滤波电路前方和后方的谐波阻抗强度，计算谐波去除率，设定预期值，判断当去除率小于预期值时，定量减小所述初始值，重复以上判断直至去除率大于预期值。

可以理解的是，当设定预期值为60%时，若第一次实际测得去除率小于60%，则减小可变电阻23的电阻，此时电感线圈21中的电流会增强，产生更强的磁通，促进电抗器产生磁性滤波，提升谐波的去除效果，其中定量减小初始值可理解为微调。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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本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)

1.一种电抗器谐波治理系统，应用于谐波源的三相电路中，其特征在于，包括：

滤波电路，所述滤波电路同时与零线和所述三相电路中的三个相线电性连接，所述滤波电路曲折磁回路三次谐波低阻抗通道用于消除所述三相电路中的三次谐波；

控制电路，所述控制电路设置在所述滤波电路上，用于控制所述滤波电路中产生磁性滤波阻抗的强度。

2.根据权利要求1所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述滤波电路上设有若干电抗器，所述电抗器平均分配并分别接入所述三相电路中三个相线中，接入同一相线中的电抗器组成滤波子电路。

3.根据权利要求2所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述电抗器的数量为6个。

4.根据权利要求2所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述滤波电路包括第一相电抗器、第二相电抗器、第三相电抗器、第一零序电抗器、第二零序电抗器和第三零序电抗器，所述第一相电抗器、第二相电抗器和第三相电抗器分别连接所述三相电路中的三个相线，所述第一零序电抗器、第二零序电抗器和第三零序电抗器朝向所述零线的末端依次连接所述零线，所述第一相电抗器连接所述第二零序电抗器，所述第二相电抗器连接所述第三零序电抗器，所述第三相电抗器连接所述第一零序电抗器，以此组成曲折接线。

5.根据权利要求3或4所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述滤波子电路的电抗器绕组为相反绕组。

6.根据权利要求2所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述控制电路包括三个电感线圈，所述电感线圈分别设置于在所述子滤波电路中，所述电感线圈用于改变对应电路中的磁性滤波阻抗强度。

7.根据权利要求6所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述电感线圈连接电源，所述电感线圈与所述电源的连接电路中设有可变电阻。

8.根据权利要求7所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述可变电阻连接控制器，所述控制器用于根据实际谐波的大小调节可变电阻接入电路的电阻大小。

9.根据权利要求8所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述控制器包括：

存储模块，用于输入、修改和存储滤波子电路的磁性滤波阻抗强度的初始值；

感应模块，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

比较模块，用于对比所述初始值和所述谐波阻抗强度；

执行模块，当所述比较模块判断所述谐波强度大于所述初始值时，所述执行模块控制所述可变电阻减小自身接入电路的电阻，反之，控制所述可变电阻增大自身接入电路的电阻。

10.根据权利要求9所述的电抗器谐波治理系统，其特征在于，所述感应模块包括：

子电路感应单元，用于感应所述滤波子电路中的谐波阻抗强度；

主电路感应单元，用于感应所述三相电路中沿电流方向位于所述滤波电路前方和后方的谐波阻抗强度，计算谐波去除率，设定预期值，判断当去除率小于预期值时，定量减小所述初始值，重复以上判断直至去除率大于预期值。