CN203859524U - 一种并联有源电力滤波装置 - Google Patents

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张泉
唐旭
王冬梅
于长乐
唐文娟
王学仓
韩德刚
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Abstract

本实用新型公开了一种并联有源电力滤波装置,包括无源滤波器和有源滤波器,无源滤波器和有源滤波器并联连接。传统无源滤波器只能滤除固定频率谐波的劣势,本实用新型除了可以有效滤除电网特征谐波外,可滤除电网其他频率的非特征谐波。

Description

一种并联有源电力滤波装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电力系统中谐波抑制和无功补偿设备,尤其涉及一种并联有源电力滤波装置。
背景技术
[0002]目前,由于电力系统技术的发展,在高新技术企业对电能质量的要求逐渐提高的同时,新的非线性负荷,例如应用越来越多的变频设备、电力电子设备、大吨位冶炼电弧炉及电力机车的引入,对电网会产生严重的谐波污染,且多为感性负载,为防止因动态电能质量问题引起的试验失败、数据丢失、设备损坏、产品报废等重大事故的发生,迫切需要在配电网中装设先进的谐波抑制和无功补偿装置,为工业、农业生产和居民生活提供更为安全的电能。因而,设计适应市场需求,性能价格比适中的电力滤波器显得尤为重要。
[0003] 现有技术中无源滤波器(LC),又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或几次固定频次的谐波,但它只能滤除固定频率谐波,而不能过滤非特征谐波。而有源滤波器(APF)又称APF滤波器,单纯的APF滤波器设入电网中,要承受基波,对容量要求比较大,价格昂贵,不适合应用于大功率场合。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的就是为了解决现有无源滤波器只能滤除固定频率谐波,不能过滤非特征谐波的问题,提供一种混合滤波装置,可有效滤除电网特征谐波和电网其他频率的非特征谐波。
[0005] 本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的:一种并联有源电力滤波装置包括无源滤波器和有源滤波器,无源滤波器和有源滤波器并联连接。无源滤波器可以用于电网的特征谐波抑制,而有源滤波器则用于电网的非特征谐波消除。
[0006] 所述有源滤波器并联在无源滤波器和电网谐波源之间。
[0007] 所述无源滤波器由至少两条或两条以上的单调谐滤波器并联连接构成。根据电网的谐波特征,可以采用两条或两条以上的支路来组成无源滤波器,更方便消除电网中的特征谐波。
[0008] 所述两条或两条以上的单调谐滤波器过滤的特征谐波的次数不同或相同。当采用消除不同次数特征谐波的单调谐滤波器并联时,可以消除电网中的不同特征谐波。
[0009] 所述无源滤波器由四条单调谐滤波器并联连接构成,所述四条单调谐滤波器分别为过滤5次,7次,11次和13次特征谐波的单调谐滤波器,这四条单调谐滤波器分别用于滤除电网中5次,7次,11次和13次的特征谐波。
[0010] 并联有源电力滤波装置还包括两断路器和开关控制器,开关控制器分别通过一断路器与有源滤波器和无源滤波器连接。开关控制器通过两断路器分别控制有源滤波器和无源滤波器的投入。
[0011] 所述并联有源电力滤波装置还包括四组电流互感器,电流互感器一和电流互感器二分别与有源滤波器和无源滤波器连接,电流互感器一和电流互感器二并联连接;电流互感器三与有源滤波器和开关控制器串联连接;电流互感器四与无源滤波器和开关控制器串联连接。
[0012] 所述有源滤波器为模块式有源滤波器,由多个有源滤波器并联组成。
[0013] 本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:
[0014] 1、传统无源滤波器只能滤除固定频率谐波的劣势,本实用新型除了可以有效滤除电网特征谐波外,可滤除电网其他频率的非特征谐波。
[0015] 2、有源滤波器并联在无源滤波器和电网谐波源之间,则有源滤波器首先投入,优先滤除电网的非特征谐波,优先滤除低次的非特征谐波,从而有效避免了传统无源滤波器谐振的问题,当有源滤波器容量有余量时,剩余的容量再进行高次非特征谐波的滤除。
[0016] 3、采用电流互感器和开关控制器组成的自动化投切控制装置,在系统投入运行时,APF部分先行投入运行,运行稳定后,LC部分投入;在系统断开时,先行断开LC部分,LC完全断开后,再断开APF。能有效避免人为操作对设备带来的损害。
[0017] 4、相比传统的有源滤波器,本实用新型由于使用的有源滤波器数量相对较少,则造价成本较低,使有源滤波装置应用于大功率用电场合成为可能。
[0018] 5、当电网的非特征谐波频率、非特征谐波含量发生较大变化时,传统的无源滤波装置仅能减弱较高频次的非特征谐波,若低次谐波含量较高时,还面临谐振损坏的危险。本实用新型采用模块化APF,容量可根据电网变化随时增减,弥补了传统无源滤波的这一劣势。
[0019] 6、有源滤波器仅用来抑制可能发生的谐振和改善无源滤波器的滤波效果,而不承受交流电源的基波电压,因此装置容量极大减少,通常只需要非线性负荷总容量的12%左右,从而使有源滤波器能应用于大功率场合;该混合型滤波器同时具有无源滤波器造价低、有源滤波器滤波性能好的优点,能对频率和大小都变化的谐波进行动态补偿,可使电力谐波补偿系统的性能价格比达到最优。
附图说明
[0020] 图1是本实用新型的并联有源电力滤波装置的结构示意图;
[0021] 图2是无源滤波器电气原理图;
[0022] 图3是有源滤波器电气原理图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图并以实施例的方式对本实用新型作进一步详细描述。
[0024] 如图1所示,一种并联有源电力滤波装置包括LC无源滤波器I和APF有源滤波器2,LC无源滤波器和APF有源滤波器并联连接。APF有源滤波器2并联在LC无源滤波器I和电网谐波源3之间。
[0025] 所述无源滤波器由至少两条或两条以上的单调谐滤波器并联连接构成。根据电网的谐波特征,可以采用两条或两条以上的支路来组成无源滤波器。
[0026] 所述两条或两条以上的单调谐滤波器过滤的特征谐波的次数不同或相同,从而消除电网中的不同次数谐波。
[0027] 当然,本实施例的LC无源滤波器I由四条单调谐滤波器并联连接构成。所述四条单调谐滤波器分别为过滤5次,7次,11次和13次谐波的单调谐滤波器。
[0028] 并联有源电力滤波装置还包括断路器一 4、断路器二 5和开关控制器6,开关控制器通过断路器一 4与APF有源滤波器2连接并控制APF有源滤波器的开闭,开关控制器通过断路器二 5和LC无源滤波器I连接并控制无源滤波器I的开闭。并联有源电力滤波装置还包括四组电流互感器,电流互感器一 7和电流互感器二 8分别与有源滤波器2和无源滤波器I连接,电流互感器一 7和电流互感器二 8并联连接;电流互感器三9与有源滤波器2和开关控制器6串联连接;电流互感器四10与无源滤波器I和开关控制器6串联连接。本实用新型设计了 LC无源滤波器I和APF有源滤波器2的断路器开关控制模式。整个设备系统在进行功率投入时,保证APF有源滤波器首先投入,当APF达到工作状态后,电流互感器检测到电流信号反馈到开关控制器,LC无源滤波器再进行投入。并联的有源电力滤波器断开时,开关控制器先断开LC无源滤波器,互感器检测到LC完全断开信号反馈到开关控制器,模块控制APF断开。实现了投切自动控制,能有效防止人为的误操作给设备带来意想不到的损害。
[0029] 本实用新型并不局限于上述实施方式,可改按比例缩小或者放大辐射片工作于其他频段,任何本领域技术人员都可做多种修改和变化,在不脱离本实用新型的精神下,都在本实用新型所要求保护范围。

Claims (8)

1.一种并联有源电力滤波装置,其特征在于:包括无源滤波器和有源滤波器,无源滤波器和有源滤波器并联连接。
2.如权利要求1所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述有源滤波器并联在无源滤波器和电网谐波源之间。
3.如权利要求2所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述无源滤波器由至少两条或两条以上的单调谐滤波器并联连接构成。
4.如权利要求3所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述两条或两条以上的单调谐滤波器过滤的特征谐波的次数不同。
5.如权利要求4所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述无源滤波器由四条单调谐滤波器并联连接构成,所述四条单调谐滤波器分别为过滤5次,7次,11次和13次特征谐波的单调谐滤波器。
6.如权利要求2所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:并联有源电力滤波装置还包括两断路器和开关控制器,开关控制器分别通过一断路器与有源滤波器和无源滤波器连接。
7.如权利要求6所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述并联有源电力滤波装置还包括四组电流互感器,电流互感器一和电流互感器二分别与有源滤波器和无源滤波器连接,电流互感器一和电流互感器二并联连接;电流互感器三与有源滤波器和开关控制器串联连接;电流互感器四与无源滤波器和开关控制器串联连接。
8.如权利要求2所述的并联有源电力滤波装置,其特征在于:所述有源滤波器为模块式有源滤波器,由多个有源滤波器并联组成。
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