CN206041494U - 一种高频有源电力滤波器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种高频有源电力滤波器及其控制方法，所述装置包括断路器、变压器、变换器、电感和电容；变压器采用单相多绕组变压器；变换器连接于电容与电感之间。与现有技术相比，本实用新型提供的一种应用于高压大容量场合的高频有源电力滤波器，采用多绕组变压器并联方式接入系统，提高了电流容量；低次谐波电流和高次谐波电流由不同的模块补偿，差异化设计降低了损耗。

Description

一种高频有源电力滤波器
技术领域
本实用新型涉及配电控制领域，具体涉及一种高频有源电力滤波器。
背景技术
公用电网中的谐波源主要是各种电力电子装置(含家用电器、计算机等的电源部分)、变压器、发电机、电弧炉和荧光灯等。谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率；谐波影响各种电气设备的正常工作；谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热。因此，需安装电流补偿装置，如有源电力滤波器(APF)，如图1所示，以免谐波电流流入电网，影响供电系统的可靠性和其它负荷的正常运行。工作时，APF相当于受控电流源，它产生与负载谐波大小相等、方向相反的谐波电流注入电网，抵消负载产生的谐波电流，使流入电网的电流接近正弦波，从而达到谐波补偿的目的。
随着国民经济的不断发展，电压等级越来越高，电网容量越来越大，高压大容量APF的需求日益迫切，采用链式结构虽然可以匹配高电压等级，然而由于电力电子器件的限制，却不能产生较大的输出电流，因此仍然不能满足高压大容量的要求，如图2所示。
综上，需要提供一种高频有源电力滤波器，既能匹配高电压等级，也能补偿大容量谐波电流，还能实现高精度补偿。
实用新型内容
为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种高频有源电力滤波器。
本实用新型的技术方案是：
所述高频有源电力滤波器包括断路器、变压器、变换器、电感和电容；
所述变压器采用单相多绕组变压器；
所述变换器连接于所述电容与所述电感之间；
所述变换器包括低频模块PL1、低频模块PL2和高频模块PL3，所述低频模块PL1和低频模块PL2用于抑制电网中的低次谐波，所述高频模块PL3用于抑制电网中的高次谐波；
所述变压器和变换器的数量均为3，各变压器的初级绕组分别通过所述断路器接入所述电网与负载之间的各相输电线路，各变压器的各次级绕组分别与所述变换器的低频模块PL1、低频模块PL2和高频模块PL3连接。
优选的，所述变换器为电压源型变换器。
优选的，所述变换器的直流侧并联有所述电容；
所述电容两端并联一个由开关管和电阻组成的串联支路。
与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是：
本实用新型提供的一种应用于高压大容量场合的高频有源电力滤波器，采用多绕组变压器并联方式接入系统，提高了电流容量；低次谐波电流和高次谐波电流由不同的模块补偿，差异化设计降低了损耗。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1：APF示意图；
图2：链式结构APF示意图；
图3：本实用新型实施例中一种高频有源电力滤波器结构示意图；
图4：本实用新型实施例中待机模式控制示意图；
图5：本实用新型实施例中抑制低次谐波模式控制示意图；
图6：本实用新型实施例中抑制高次谐波模式控制示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型提供的一种应用于高压大容量场合的新型高频有源电力滤波器，采用多绕组变压器并联方式接入系统，用以提高电流容量；低次谐波电流和高次谐波电流由不同的模块补偿，差异化设计降低了损耗。
本实用新型中高频有源电力滤波器的具体实施例如图3所示，具体为：
该装置包括断路器、变压器、变换器、电感和电容。
变压器采用单相多绕组变压器；变换器连接于电容与电感之间。直流电容C两端并联一个由开关管I和电阻R组成的串联支路。
本实施例中变换器为电压源型变换器。
本实用新型中高频有源电力滤波器的控制方法为：首先判断该装置的工作状态，然后依据工作状态选取控制策略；本实施例中该装置的工作状态包括待机模式、抑制低次谐波模式和抑制高次谐波模式。
1、待机模式
如图4所示，当装置发生故障或者需要检修时，装置处于待机模式，其控制策略包括：
(1)断路器QFa、QFb和QFc断开；
(2)变换器闭锁；
(3)并联在直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电。
2、抑制低次谐波模式
如图5所示，当负载只产生低次谐波时，装置处于抑制低次谐波模式，其控制策略包括：
(1)断路器QFa、QFb和QFc闭合；
(2)高频模块闭锁；
(3)高频模块直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电；
(4)如果谐波容量小于单个低频模块的容量，低频模块PL2闭锁，其直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电，低频模块PL1进入补偿状态，其直流电容C两端的开关管I断开；如果谐波容量大于单个低频模块的容量，低频模块PL1和PL2进入补偿状态，直流电容C两端的开关管I断开。
3、抑制高次谐波模式
如图6所示，当电网中只有高次谐波时，装置处于抑制高次谐波模式，其控制策略包括：
(1)断路器QFa、QFb和QFc闭合；
(2)低频模块闭锁；
(3)低频模块直流电容C两端的开关管I导通，直流电容C通过电阻R放电；
(4)高频模块进入补偿状态，直流电容C两端的开关管I断开。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高频有源电力滤波器，其特征在于，所述高频有源电力滤波器包括断路器、变压器、变换器、电感和电容；
所述变压器采用单相多绕组变压器；所述变换器连接于所述电容与所述电感之间；
所述变换器包括低频模块PL1、低频模块PL2和高频模块PL3，所述低频模块PL1和低频模块PL2用于抑制电网中的低次谐波，所述高频模块PL3用于抑制电网中的高次谐波；
所述变压器和变换器的数量均为3，各变压器的初级绕组分别通过所述断路器接入所述电网与负载之间的各相输电线路，各变压器的各次级绕组分别与所述变换器的低频模块PL1、低频模块PL2和高频模块PL3连接。
2.如权利要求1所述的一种高频有源电力滤波器，其特征在于，所述变换器为电压源型变换器。
3.如权利要求1所述的一种高频有源电力滤波器，其特征在于，所述变换器的直流侧并联有所述电容；
所述电容两端并联一个由开关管和电阻组成的串联支路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113013882A (zh) * 2019-12-19 2021-06-22 北京天诚同创电气有限公司 中压并联型有源电力滤波器及控制方法
CN113013882B (zh) * 2019-12-19 2024-06-28 北京天诚同创电气有限公司 中压并联型有源电力滤波器及控制方法

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