CN109818355B - 一种三端口式电网净化器 - Google Patents

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Abstract

一种三端口式电网净化器，跨接在小型变电站、变电室、配电柜等电力中转设备的电网火线H与中性线N之间，主电路由三个净化器组成，第一净化器是一只电力电容器，对电网进行第一次净化，对包括第一净化器自身的过剩容性无功电流在内的电网残存尚待清除的电流，由第二净化器以高频PWM方式再次净化；第三净化器，以高频PWM单变换方式，完成第三次净化，在第三端口H’稳压输出，第三端口H’，就是上述电力中转设备的输出火线H’，火线H’的负载产生的无功电流、谐波电流被回传给电网，由第一净化器、第二净化器进行净化。

Description

一种三端口式电网净化器
技术领域
本发明属于电力传输技术领域，具体地说，是一种三端口式电网净化器。
背景技术
在电力传输过程，如何补偿电网的无功电流、消除电网的谐波电流，是节能、环保、低成本的技术焦点，为此，人们纷纷推出多种创新技术。
发明内容
1、对电网进行两次净化：一次是由跨接在电网火线H、中性线N的电力电容器进行无功补偿、谐波吸收，第二次是进行高频智能型净化；
2、三端口结构：三端口是指电网火线H、中性线N，一种三端口式电网净化器的输出端H’这三个端口，端口H’，为小型变电站、变电室、配电柜的输出火线，端口H’的输出是经再次净化且稳压的。
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：
采用三端口式结构，跨接在电网火线H与中性线N之间，主电路由三个净化器组成，第一净化器是一只电力电容器，对电网进行第一次净化，对包括第一净化器自身的过剩容性无功电流在内的电网残存尚待清除的电流，由第二净化器以高频PWM方式再次净化；第三净化器，以高频PWM单变换方式，完成第三次净化，在第三端口H’得到稳定的输出电压。
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为一种三端口式电网净化器的原理框图；
图2为一种三端口式电网净化器的另一种实施原理框图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1为第一净化器，2为第二净化器，3为第三净化器，4为控制电路。H、N分别为电网的火线、中性线，H′为第三端口，T1、T2、T3为电流互感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为一种三端口式电网净化器的原理框图：
电网净化过程如下：
1、第一净化器的电力电容器Cp，跨接在电网火线H和中性线N上，直接对电网的感性无功电流、谐波电流进行补偿；
2、第二净化器以高频PWM方式，依据电流互感器测得的电流，向电网注入与电网尚存的包括第一净化器自身的过剩容性无功电流在内的无功电流、谐波电流的大小相等、方向相反的电流，将电网进行第二次净化：正半周，Q3以高频PWM方式，将储能电容C3的部分能量转入电感L1，而后经MOS管Q1、Q2将L1的续流注入电网；反之，Q1、Q2以高频PWM方式，从电网吸取电流，而后经MOS管Q3将L1的续流转存在储能电容C3里。负半周过程类同。
3、第三净化器是一个半桥式电路，与常规半桥式电路不同之处在于，储能电容C3、C4的节点C，不是接电网的中性线N，而是接电网的火线H。具体运行过程与常规半桥式电路基本相同。
图2为一种三端口式电网净化器的另一种实施原理框图；
具体运行过程与图1基本相同，不同之处在于：将图1的MOS管Q2改为由四只二极管组成的整流桥，由MOS管Q1控制电流的通断。

Claims (3)

1.一种三端口式电网净化器，其特征在于：
跨接在小型变电站、变电室、配电柜的电网火线H与中性线N之间，对电网进行净化和稳压，主电路由三个净化器组成，第一净化器是一只电力电容器Cp，第二净化器是由电容C1、C2、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、高频电感L1组成，第三净化器是由储能电容C3、C4、MOS管Q5、Q6、输出滤波电感Lo组成：电力电容器Cp的两端分别接于电网的火线H上、中性线N上，电容C1、C2的节点A接MOS管Q1的漏极d1，MOS管Q1的源极s1接MOS管Q2的源极s2，MOS管Q2的漏极d2与MOS管Q3的源极s3的节点B，接MOS管Q4的漏极d4、接高频电感L1的一端，高频电感L1的另一端接储能电容C3负极与储能电容C4正极的节点C、接电网火线H、接电容C1的一端，储能电容C3的正极与MOS管Q3的漏极d3的节点V+接MOS管Q5的漏极d5，储能电容C4的负极与MOS管Q4的源极s4的节点V-接MOS管Q6的源极s6，MOS管Q5的源极s5与MOS管Q6的漏极d6的节点D接滤波电感Lo的一端，Lo的另一端接第三端口H’、接负载滤波电容Co的一端，Co的另一端接电网中性线N，接电容C2的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种三端口式电网净化器，其特征还在于：
第一净化器直接对电网的感性无功电流进行补偿并清除谐波电流；倘若还有残余的无功电流、谐波电流，包括第一净化器自身的过剩容性无功电流在内，则由第二净化器以高频PWM方式，向电网注入与电网尚存的无功电流、谐波电流大小相等、方向相反的电流，将电网进行第二次净化；第三净化器将前二次净化的电网电压，进行高频PWM变换、滤波、稳压，在第三端口H’输出，第三端口H’就是上述电力中转设备的输出火线H’，火线H’的负载产生的无功电流、谐波电流，回传给电网，由第一净化器、第二净化器进行净化。
3.根据权利要求1所述的一种三端口式电网净化器，其特征还在于：
控制电路4的输入分别来自电容器C1和C2的节点A、储能电容C3的负极与储能电容C4的正极节点C、电网火线H、电网中性线N、第三端口H’以及电流互感器T1、T2、T3，此外，还分别来自MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的源极和漏极，控制电路4的输出分别控制MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的栅极。
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