CN216086157U - 一种变电站阻塞式谐波抑制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电网控制技术领域，具体涉及一种变电站阻塞式谐波抑制器，包括阻谐波通工频支路、等离子体过电压消纳支路、主回路故障旁路三条支路，三条支路首尾端连接并联后，串接接入交流三相电网的主回路之中，所述阻谐波通工频支路包括谐振电路，且谐振频率为工频50Hz；有益效果：可以有效地抑制谐波对电网、变电站谐波潮流的涌入，同时降低谐波对电气设备的危害，并且提高电气设备在电网中运行的效率和使用寿命。

Description

一种变电站阻塞式谐波抑制器

技术领域

本实用新型涉及电网控制技术领域，具体涉及一种变电站阻塞式谐波抑制器。

背景技术

电能是日常生活中不可或缺的能源。电力系统安全稳定运行的前提是供电公司提供高质量的电能，高质量的电能还有利于提高生产效率和保障居民正常生活，但近年来，随着很多新兴电力电子设备、电弧装置和大量非线性设备的使用，电网中电压波形畸变、电压波动和三相不平衡等电能质量的问题日益严重，导致电力系统谐波污染日益严重。

谐波对电力系统的影响和危害十分严重，主要分为电力系统内部和外部影响。谐波对电力系统内部的主要影响是：谐振造成谐装电压和电流放大，产生过电压或过电流，从而损坏电容器，降低了发电、输电和用电的电能使用率，使电气设备绝缘老化加快，缩短了它们的可使用寿命，引起系统或设备误动作。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、输电及用电设备的故障，大量的3次以上的谐波流过中线时会使线路设备产生过热甚至发生过电压及火灾。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、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。

现有技术中谐波治理往往以有源滤波器方式和无源滤波器方式进行治量，但是，当系统中若是容性阻抗较小时，谐波源的功率会向系统反送，这不但会造成系统的不安全因素，同时，也会影响系统的电能表计量的误差。但是，如何有效地抑制用户侧谐波源反送电网侧的问题，在现有谐波治理方案中尚无实质性的技术手段。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种变电站阻塞式谐波抑制器，以抑制谐波源电力用户所产生的谐波向电网反送的问题。

一种变电站阻塞式谐波抑制器，包括阻谐波通工频支路、等离子体过电压消纳支路、主回路故障旁路三条支路，三条支路首尾端连接并联后，串接接入交流三相电网的主回路之中，所述阻谐波通工频支路包括谐振电路，且谐振频率为工频50Hz。

进一步的，所述电容器的两端并联有过压保护器。

进一步的，所述过压保护器采用ZnO或SiC避雷器。

进一步的，所述电容器的容量选择在100~500

之间，电感器的电感量选择在100~300mH之间。

进一步的，所述电容器的容量为159

之间，电感器的电感量为63.6mH。

进一步的，所述等离子体过电压消纳支路包括由液相碳酸丙烯酯溶液配制的RC阻容式电解液。

进一步的，所述主回路故障旁路支路采用断路器或隔离开关。

本实用新型的优点在于：按照电力系统工频和谐波分量的不同阻抗特性，设计了一个在工频环境下为零阻抗，而在谐波环境下呈现高阻抗的特殊通道，串接接入向用户供电的A、B、C三相的主回路中，若是在低压供电选择低压的电容器、电感元件，若是应用在高压侧，则按照相应的电压等级来选择电容、电感等设备元件；该方案可以有效地抑制谐波对电网、变电站谐波潮流的涌入，同时降低谐波对电气设备的危害，并且提高电气设备在电网中运行的效率和使用寿命。

附图说明

图1是实施例中阻塞式谐波抑制器的结构示意图；

图2 为实施例中阻塞式谐波抑制器的接线示意图；

图2中的图例说明

D为变电站进线断路器；

L为阻塞式谐波抑制器中的电感器元件；

C为阻塞式谐波抑制器中的电容器元件；

K为阻塞式谐波抑制器中的断路器或隔离开关；

DN为等离子式过电压保护器；

MOV为电容器两端的过电压保护器。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例提出一种变电站阻塞式谐波抑制器，如图1所示，该阻塞式谐波抑制器包括三条支路：阻谐波通工频支路、等离子体过电压消纳支路和主回路故障旁路支路。

其中，阻谐波通工频支路，可以是带通、低通型滤波电路，如仅一个电感器组成的低通滤波电路，或由电感和电容构成的各种滤波电路，如L型、π型低通滤波电路。本实用新型优选采用LC串联谐振电路，谐振频率为工频50Hz。如图2所示，阻谐波通工频支路由电容器C和电感器L₁串联组成，50Hz工频下电容器的容抗值和电抗器的感抗值相同，构成谐振；并在电容器C两端并联ZnO或SiC避雷器作为过电压保护器MOV，实现对电容器C的保护。

阻谐波通工频支路对应图2中的电容器C的值和电感器L₁的值可根据负载不同进行选择，只要谐振频率在50Hz都是有效的即可，本实用新型电容器C的值选择在100~500

之间，电感器L₁的值选择在50~300mH之间。

作为优选，本实施例中，电感器L1的电感量选择为L=63.6mH（毫亨），电容器C的容量选择为C=159uF。这时，50HZ工频电源环境下的电感阻抗:

，电容阻抗为20 Ω，工频下的总阻抗:Z=20-20=0Ω。设在5次谐波上时，

=250HZ，此时电感阻抗为：

，电容器阻抗为

，5次谐波总的阻抗值Z₂=100-4=96Ω。由上述计算可知，在主回路中串接入阻塞式谐波抑制器后，对5次谐波呈现96Ω的高阻值，这样有效地抑制了谐波能量输入电网的潮流方向，达到了抑制谐波的目的。

为了避免电网在短路等故障开关跳闸时，极易在电抗器两端发生过电压的问题，在该回路并联高阻抗的等离子体式过电压吸收器，即等离子体过电压消纳支路，可防止开关跳闸时，或者电网操作中过电压损坏设备的事故发生。等离子体过电压消纳支路可以采用各种等离子体实现过电压消纳，本实施例的等离子体过电压消纳支路优选由液相碳酸丙烯酯溶液配制的RC阻容式电解液组成，并呈现高阻抗值。具体为，由1-3%的氯化钠盐水NaCl和30-50%的钛酸钙钠料颗粒配置成的液相电极支路组成，其中由极间的等效电容值C大于0.5μF，等效电阻值R大于1500 Ω。如图2中DN所示，用于对阻谐波通工频支路进行保护。

主回路故障旁路支路用于对阻谐波通工频支路进行进一步保护，可以采用一个断路器或一个隔离开关实现，如图2中K所示。

如图1所示，阻谐波通工频支路、等离子体过电压消纳支路和主回路故障旁路支路三条支路首尾端连接并联后，接入交流三相电网的A、B、C相主回路之中，用户侧为负载。

本实施例还给出具体设备的选型示例：电容器C型号为ASMJ-0.48kV，C=159uF，生产厂家为苏州苏容电容器厂；电感器L₁型号为ENCKSG-0.48kV，L=63.6mH，生产厂家为无锡亿能电气有限公司；等离子过电压消纳器DN型号为SB-X-1A，U=1000V，R=300Ω，C=10uF，生产厂家为上海哨兵电子技术有限公司；电容器两端过电压保护避雷器MOV，型号为HY-1.5-W，U=0.6kV，生产厂家为浙江苗锦电气有限公司；故障旁路支路断路器，选用与主回路中电压、电流相匹配的断路器装置即可，型号为普通的交流断路器装置。

上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：包括阻谐波通工频支路、等离子体过电压消纳支路、主回路故障旁路三条支路，三条支路首尾端连接并联后，串接接入交流三相电网的主回路之中，所述阻谐波通工频支路包括谐振电路，且谐振频率为工频50Hz。

2.如权利要求1所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述谐振电路包括串接连接的电容器和电感器。

3.如权利要求2所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述电容器的两端并联有过压保护器。

4.如权利要求3所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述过压保护器采用ZnO或SiC避雷器。

5.如权利要求2所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述电容器的容量选择在100~500

之间，电感器的电感量选择在100~300mH之间。

6.如权利要求2所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述电容器的容量为159

之间，电感器的电感量为63.6mH。

7.如权利要求1所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述等离子体过电压消纳支路包括由液相碳酸丙烯酯溶液配制的RC阻容式电解液。

8.如权利要求1所述的一种变电站阻塞式谐波抑制器，其特征在于：所述主回路故障旁路支路采用断路器或隔离开关。

Images