CN203377052U

CN203377052U - 三相四线零序谐波电流抑制电抗器

Info

Publication number: CN203377052U
Application number: CN201320421495.6U
Authority: CN
Inventors: 王峰瑞; 武伟伟; 龙翔; 任峰娟; 彭红超; 王斌斌; 刘响; 张志伟
Original assignee: HENAN ENERGY ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: HENAN ENERGY ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2023-07-16

Abstract

本实用新型公开了一种三相四线零序谐波电流抑制电抗器，包括四个带气隙的铁芯柱，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组，在四个铁芯柱上、下端部分别固定有铁轭以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子。本实用新型优点在于实现抑制零序谐波电流和降低中性线电流，并对非零序谐波电流具有一定的抑制作用，达到净化电网、减少发热、提高继电保护可靠性目的。

Description

三相四线零序谐波电流抑制电抗器

技术领域

本实用新型涉及电抗器，尤其是涉及三相四线零序谐波电流抑制电抗器。

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，在工业现场和民用建筑中得到了广泛的应用。随着城市化的快速发展，出现了大量的大型商厦和写字楼，在这些建筑中存在着大量的电视机、计算机、变频空调、微波炉、各种办公设备及照明电源、不间断电源等现代化设备。这些设备都会在电网中产生零序谐波电流，尽管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，特别是三次谐波电流在中性线（零线）上会相互叠加，使得中性线电流过流严重。中性线谐波电流一方面使得中性线中的电流大大超过了它的设计值造成中性线故障；另一方面还会使得公用配电变压器噪声和有功损耗增加，加速绝缘老化，使故障隐患增大。同时，当三相四线制供电方式，如果三相负载分布不均匀，将导致三相不平衡，产生中性线基波电流。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种三相四线零序谐波电流抑制电抗器。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器，包括四个带气隙的铁芯柱，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组，在四个铁芯柱上、下端部分别固定有铁轭以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子。

本实用新型优点在于实现抑制零序谐波电流和降低中性线电流，并对非零序谐波电流具有一定的抑制作用，达到净化电网、减少发热、提高继电保护可靠性目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电气原理图。

图3是本实用新型的电路图。

图4、图4.1、图4.2是本实用新型的工频三相平衡工作原理及相量图。

图5、图5.1、图5.2是本实用新型的工频三相不平衡工作原理及相量图。

图6、图6.1、图6.2是本实用新型的零序谐波工作原理及相量图。

图7、图7.1是本实用新型O相电感为0的电气原理图。

图8是本实用新型的使用状态接线原理图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器，包括四个带气隙的铁芯柱1、2、3、4，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组5、6、7、8，在四个铁芯柱1、2、3、4上、下端部分别固定有铁轭9、10以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组5、6、7、8的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子11、12。

根据供电系统情况确定本电抗器的额定电压、额定电流；并根据供电系统原有阻抗及谐波情况以及治理要求，计算所需电抗器的电感值，其中A、B、C三相的电感值保持一致，O相电感值根据零序谐波情况调整。

如图8所示，本实用新型使用时按相序连接于电网和零序谐波源13之间即可。

本实用新型工作原理简述如下：

由安培环路定律可知：

；

；

；

式中：H—磁场强度，单位：安培/米（A/m）;

L—闭合磁路总长度，单位：米（m）；

I—载流导体中的电流，单位：安培(A)；

B—磁感应强度或磁通密度，单位：特斯拉(T);

μ—磁导率，单位：亨/米(H/m)；

Φ—磁通，单位：韦伯(Wb)；

n—与面积元dS相垂直的单位矢量（法向矢量），它与磁感应强度B之间的夹角为α；

dS—穿过磁通的空间曲面面积元,单位：平方米（m²）；

当线圈中流过交变电流时，将在穿过线圈绕组的铁芯环状磁路中产生交变磁通。由电磁感应定律可以得到线圈绕组的感应电势：

式中：W—线圈的匝数；

Φ—线圈中的磁通。

此感应电势即为线圈绕组的感抗电压。

本实用新型所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器有如下几种典型工作方式：

1、三相平衡工作方式：

如图4、图4.1、图4.2所示，当电抗器运行于三相平衡方式时，中性线电流Io1=0，三相电流的相量合为0，磁通均匀流过三相铁芯柱，中性线铁芯柱磁通Φo1＝0。

2、三相不平衡工作方式：

如图5、图5.1、图5.2所示，当电抗器运行于三相不平衡方式时，假设不平衡电流Ic1＇流过C相和中性线，Ic1＇= Io1，则三相平衡磁通分量通过三相铁芯柱形成闭合回路。C相不平衡磁通分量Φc1＇与中性线电流磁通Φo1叠加而流过C相铁芯柱、铁轭和O相铁芯柱。

3、零序谐波工作方式：

如图6、图6.1、图6.2所示，当电抗器A、B、C相中流过零序谐波电流，以三次谐波为例。电抗器A、B、C相中的零序谐波电流分别为Ia3、Ib3、Ic3。中性线零序谐波电流为Io3= Ia3+Ib3+Ic3。当电抗器运行于零序谐波工作方式时，三相零序谐波磁通Φa3、Φb3、Φc3汇集与中性线零序磁通Φo3叠加而流过A、B、C三相铁芯柱、铁轭和O相铁芯柱。

4、非零序的谐波工作方式：

如图4、图4.1、图4.2所示，非零序谐波的特点是谐波电流在三相之间流动，因此，中性线上的非零序谐波非常少。非零序谐波工作类似于三相平衡的工作方式。

本实用新型所述的电抗器运行于上述典型工作方式之一或多种方式的叠加。

由上述分析可知，当电抗器工作于三相不平衡方式和零序谐波方式时，将会在相应的相线及中性线上产生感应电势，增大该回路的感抗，从而达到抑制三相不平衡和零序谐波的作用。

如图7所示，作为特例，O相电感值可以为0，即O相只有铁芯柱，没有线圈。

Claims

1.一种三相四线零序谐波电流抑制电抗器，其特征在于：包括四个带气隙的铁芯柱，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组，在四个铁芯柱上、下端部分别固定有铁轭以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子。