CN110112740A - 一种多次谐波无源滤波器结构 - Google Patents

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秦明旭
朱东柏
李建镇
杨鹏
刘通
张恒友
李莎
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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
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Abstract

本发明涉及一种无源电力滤波器结构，包括以下几个部分：电源、平衡电抗器、电容器、电抗器、负荷组成：通过特定电抗器电感值与相应电容器电容值的谐振分析计算，构成特定谐波次数的滤波支路，通过谐波检测，可以检查出高次谐波次数，再将多种特定谐波滤波支路并联构成滤波电路组，可以对多次谐波进行滤波，解决了非线性负荷产生的多次谐波问题，平衡电抗器的作用一是减小调谐的难度，并且补偿了电压降落，该结构具有安全性高、使用寿命长、操作方便的特点，并且还有一定的功率补偿的作用。

Description

一种多次谐波无源滤波器结构
技术领域
本发明涉及电力无源滤波器技术领域，尤其是一种新型多次谐波无源滤波器结构。
背景技术
为了保证电力系统的可靠正常的运行，提高电力系统稳定性和电能质量，需要对电网的谐波进行治理。由于70年代以来，电力电子技术的迅速发展和在电力系统、交通、工业设备及家庭生活中的广泛应用，谐波的危害也日益严重。谐波会令电能的产生、传输、使用的效率降低，谐波导致了电力系统中电压和电流的波形发生畸变，并且同次频率的谐波电压和谐波电流会产生同次谐波的有功功率和无功功率损耗，既导致了电网电压降低，又引起了电力系统容量的浪费。电气设备也会在谐波的作用下过热，产生震动和噪声干扰，加速绝缘的老化，严重影响使用寿命，如果不加以控制，甚至会导致故障和烧毁。此外，谐波也会引发电网中发生局部的串联谐振和并联谐振，放大了谐波含量，导致电容器、电抗器的设备的毁坏。谐波也会给继电保护设备带来问题，引起继电保护装置误动作，严重威胁了供配电系统的稳定和安全运行，造成不必要的后果。对于电力系统外部的计算机网络、有线卫视、通信等弱电设备，电力系统中谐波通过传导、电磁感应等方式进行耦合，对这些系统产生较大的干扰，谐波也会对通信设备和电子器件造成严重影响。
常用的滤波方式为有源滤波方式和无源滤波方式，无源电力滤波器因其具有安全性好、可靠性高、电路扩扑结构简单、造价低、运行成本低的优点，广泛应用于电力系统中，随着电力系统中非线性负荷数量的激增和电力电子技术的大量应用，电力系统谐波污染情况越来越严重，特别是某些非线性负荷的谐波成分复杂，往往含有多次谐波分量，采用针对单一频率的滤波结构不能满足滤波的要求,而目前广泛应用的滤波方式则存在着电路谐波调试困难，可靠性差，使用寿命低等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种新型多次谐波无源滤波器结构，其电路扩扑结构简单，实用性高，用以改善谐波成分复杂且无法对特定次数谐波进行精确滤波问题，在进行电路的谐波分析之后，通过使用了电抗器与电容器串联构成特定谐波的滤波支路，多种特定谐波滤波支路并联构成滤波电路组，可以对多次谐波进行滤波，该滤波电路组解决了非线性负荷产生的多次谐波问题。该滤波电路组与平衡电抗器连接，该平衡电抗器的作用一是减小电路谐波调试的难度，并且补偿了电压降落。
本发明解决其技术问题是通过以下的技术方案来实现的：
一种无源电力滤波器结构，包括：电源、平衡电抗器、电容器、电抗器、负荷：
所述平衡电抗器，就是带有互感的电抗器，该电抗器的互感同名端相连，平衡电抗器的目的是通过电路互感为滤波支路提供了谐波电压，为电路谐波调试提供便利条件，此外对电压降落起到了补偿作用。电抗器与相应电容器串联连接构成特定谐波次数的滤波支路，多种特定谐波滤波支路并联构成滤波电路组，可以对多次谐波进行滤波，滤波支路谐振后呈现低阻状态，使该特定次谐波电流不再流入电力系统，达到抑制谐波的目的。只要对含有非线性负荷电路进行电路谐波分析，可以得出非线性负荷产生的多种高次谐波数量和种类，通过进行谐振的设计计算，可以算出线圈的匝数，设计出滤波支路的电抗器电感值和电容器电容值。以此类推对于不同次数的谐波引入了不同的电抗器和电容器的滤波支路，然后把多种特定谐波滤波支路并联，构成滤波电路组。整个装置安全性高、可靠性好、使用寿命长，滤波器工作的过程中同时对多种特定谐波次数进行滤波。
本发明具有以下有益效果：首先，该新型多次谐波无源滤波器结构不仅有电路扩扑结构简单、易于完成、经济性高、易于维护、运行时稳定性好的特点。该新型多次谐波无源滤波器结构可以进行对多次谐波的滤波，还兼顾了无功功率补偿和电力系统电压调节的需要。此外，该结构具有结构简单、体积小、操作方便、安全性高的特点，在吸收高次谐波方面效果明显。
附图说明
图1是本发明的电路图。
图中：1-电源、2-平衡电抗器、3-电容器、4-电抗器、5-负荷。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行进一步的详细说明。
具体实施方式:结合图1说明本方式，一种新型多次谐波无源滤波器结构，该结构包括电源1、平衡电抗器2、电容器3、电抗器4、负荷5。
该结构的具体连接方式为：平衡电抗器2，就是带有互感的电抗器，该电抗器的互感同名端相连，平衡电抗器的目的是通过电路互感为滤波支路提供了谐波电压，为电路谐波调试提供便利条件，此外对电压降落起到了补偿作用。电抗器4与相应电容器3串联连接构成特定谐波次数的滤波支路，多种特定谐波滤波支路并联构成滤波电路组，可以对多次谐波进行滤波，滤波支路谐振后呈现低阻状态，使该特定次谐波电流不再流入电力系统，达到抑制谐波的目的。只要对含有非线性负荷电路进行电路电能质量分析，可以得出非线性负荷产生的多种高次谐波种类和数量，通过进行电路谐振的设计计算，可以算出线圈的匝数，设计出电抗器电感值和电容器电容值。以此类推对于不同次数的谐波引入了不同的电抗器和电容器的滤波支路，然后把多种特定谐波滤波支路并联，构成滤波电路组。平衡电抗器与滤波电路组相连接起到了是通过电路互感为滤波支路提供了谐波电压作用，为电路谐波调试提供便利条件。电源1与平衡电抗器一端相连提供电能，负荷5与平衡电抗器的另一端相连接入电路后产生多种高次谐波。
该新型多次谐波无源滤波器结构的电路扩扑结构简单，电压和容量可以做的很大，在进行滤波的基础上可以进行一定的无功功率补偿，满足电力系统电压调节的需要，增加电力系统中有功功率的比例常数，改善功率因数，降低线损，对于电力系统中电压和电流的不平衡也有一定的抑制作用。
尽管已经参照附图描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，可以形成各种变化，并且等同物可以替代其元件而不偏离本发明的范围。本发明不仅实现了对多次谐波无源滤波器结构进行了创新和改进，而且实现了对多种特定次数谐波进行了精确滤波。

Claims (1)

1.一种无源电力滤波器结构，包括：电源（1）、平衡电抗器（2）、电容器（3）、电抗器（4）、负荷（5），其特征在于，在进行电路谐波检测之后，对非线性负荷产生的谐波进行分析，电抗器（3）与相应电容器（4）串联连接构成特定谐波次数的滤波支路，多种特定谐波滤波支路并联构成滤波电路组，可以对多次谐波进行滤波，该滤波电路组解决了非线性负荷产生的多次谐波问题，该滤波电路组与平衡电抗器（2）连接，该平衡电抗器的作用一是减小调谐的难度，并且补偿了电压降落，最后电源（1）与平衡电抗器一端相连提供电能，负荷（5）与平衡电抗器的另一侧相连该电力滤波器构成回路进行工作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110635483A (zh) * 2019-11-04 2019-12-31 哈尔滨理工大学 一种新型配电网可调滤波器结构
CN111244967A (zh) * 2020-01-21 2020-06-05 澄瑞电力科技（上海）有限公司 一种用于岸电系统的船岸压降补偿系统

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CN103746381A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 华中科技大学 一种混合型无源电力滤波器

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