CN2641885Y - 自适应式谐波综合抑制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的名称为自适应式谐波综合抑制装置。属于电力谐波滤波器技术领域。它主要是解决串联型有源滤波器稳定性较差，对负载变化的自适应性能差的问题。它的主要特征是包括原边串联在电网与负载之间的谐波抑制变压器，并联在负载输入端的LC单调谐滤波电路，以及依次连接的电流取样整形电路、滞环控制电路、SPWM脉冲生成电路、驱动电路和逆变电路，该电流取样整形电路的两个电流互感器分别接到谐波抑制变压器的原边上和副边与逆变电路的输出端之间；谐波抑制变压器的原边和副边上设有对应的中间抽头；还包括一个与该电流取样整形电路连接的电感控制电路。本实用新型主要用于电力系统谐波治理。

Description

自适应式谐波综合抑制装置

技术领域

本实用新型属于电力谐波滤波器技术领域。

背景技术

现有的电力谐波滤波器常见有以下几种，第一种是单调谐滤波器，第二种是并联型有源滤波器，第三种是串联型有源滤波器。单调谐滤波器由L、C串联而成，与电网并联，其不足之处是仍有很大一部分的谐波电流窜入电力系统，系统参数选择不当时，易造成谐振，且无法动态跟踪滤波。并联型有源滤波器包括电网谐波电流检测电路、补偿电流产生电路和将补偿电流耦合到电网中的电流互感器，其不足之处一是从实际畸变的电流中检测出扣除了基波的谐波电流是很困难的；二是补偿电流的产生更加困难。串联型有源滤波器由谐波抑制变压器、电流取样整形电路、电流产生电路组成，其主要不足之处是稳定性较差，对负载变化的自适应性能差。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述不足之处而提供一种稳定性好、能自适应负载变化的谐波综合抑制装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种自适应式谐波综合抑制装置，包括原边串联在电网与负载之间的谐波抑制变压器，并联在负载输入端的LC单调谐滤波电路，以及依次连接的电流取样整形电路、滞环控制电路、SPWM脉冲生成电路、驱动电路和逆变电路，该电流取样整形电路的两个电流互感器分别接到谐波抑制变压器的原边上和副边与逆变电路的输出端之间，其特征是：所述的谐波抑制变压器的原边和副边上设有对应的中间抽头；还包括一个与该电流取样整形电路连接的电感控制电路。

本实用新型技术解决方案中所述的谐波抑制变压器中间抽头为1-4个，副边与逆变电路的输出端之间接有无源高频滤波器。

本实用新型由于在电网与负载之间串接谐波抑制变压器，在负载输入端并联LC单调谐滤波电路，还设有依次连接的电流取样整形电路、滞环控制电路、SPWM脉冲生成电路、驱动电路和逆变电路，在谐波抑制变压器的原边和副上设有对应的中间抽头，而电流取样整形电路有两部分，1、通过互感器取出电网畸变电流后，经串联谐振电路将基波分离出来，经过由运算放大器组成的缓冲电路送到下一级；2、从逆变电路输出端取出的电流经运算放大器组成的缓冲电路送到下一级。这两个电流信号经比较后送入滞环控制电路及SPWM脉冲生成电路来生成逆变电路所需的SPWM脉冲，经驱动电路放大后送入逆变电路，逆变电路经高频滤波后接到变压器副边，在变压器副边产生一与原边电流基波分量大小相等、方向相反的补偿电流，与该基波电流相抵消，使得变压器中磁通基波分量为零，发挥了谐波抑制变压器对基波呈低阻抗，近似为零，对谐波呈高阻抗的作用，最终使基波电流通过，谐波电流被完全抑制。尤其对于负载变化较大时，为避免系统振荡，可适时调整相应的抽头联接，改变串联变压器的电感量，使得参数匹配达到最佳状态。本实用新型具有以下特点：1、只需从电网电流中检测出基波电流，频率单一，响应稳定，更容易实现；2、将谐波抑制变压器原边串联在电网与负载之间，当补偿电流注入副边时，可以将串联变压器的铁芯中基波主磁通近似为零，对基波电流呈零阻抗，而对谐波电流呈现高阻抗，从而阻止谐波电流通过；3、谐波抑制变压器做成原、副边均有多个抽头的形式，可以根据负载的变化情况自动改变变压器的接入方式，以避免当负载电流变化时引起的系统不稳定或滤波性能的下降。本实用新型主要用于电力系统谐波治理。

附图说明

附图是本实用新型的电路图。

具体实施方式

如图所示。LC单调谐滤波电路7并联在负载端，为现有技术。电流取样整形电路1，包括由两个LM347运算放大器组成的缓冲电路和由互感器CT1、电容器C4、电阻器R8组成的基波串联谐振电路，互感器CT2接到谐波抑制变压器6的副边与逆变电路5的输出端之间，为现有技术。滞环控制电路2，由LM339集成电路IC3及外围元器件R9-R12构成，为现有技术。SPWM脉冲生成电路3，由反相器ICA、IC5及电阻R13、R14、电容C5、C6构成的延时电路、与门4081组成，将滞环控制电路3输出的数字信号，分成两路SPWM脉冲信号，为现有技术。驱动电路4由EXB840厚膜集成电路及外围电路组成，为现有技术。逆变电路5由两只(或四只)IGBTQ1、Q2组成。电源电路由整流、滤波部分组成，为现有技术。谐波抑制变压器6的原边串联在电网9与负载8之间，副边与逆变器5的输出端之间接有高频滤波器L1、C1。电感控制电路10由四路运算放大器构成的选择器A1-A4及固态继电器KS1-KS4组成。当负载电流最大时，通过选择器选择，固态继电器KS1动作，则串联变压器通过KM1接通，电感量最小；当负载电流最小时，固态继电器KS4动作，串联变压器通过KM4接通，电感量最大。从而保证了整个系统针对负载变化而稳定可靠的运行。谐波抑制变压器6的原边和副边均有4个抽头，也可以有n(n＞1)个抽头，各抽头与电感控制电路中KS的辅助触点KM相连，由电感控制电路10根据负载电流变化情况发出相应控制信号，控制接通不同的抽头。

Claims (2)

1、一种自适应式谐波综合抑制装置，其特征是：包括原边串联在电网(9)与负载(8)之间的谐波抑制变压器(6)，并联在负载(8)输入端的LC单调谐滤波电路(7)，以及依次连接的电流取样整形电路(1)、滞环控制电路(2)、SPWM脉冲生成电路(3)、驱动电路(4)和逆变电路(5)，该电流取样整形电路(1)的两个电流互感器(CT1、CT2)分别接到谐波抑制变压器(6)的原边上和副边与逆变电路的输出端之间，其特征是：所述的谐波抑制变压器(6)的原边和副边上设有对应的中间抽头；还包括一个与该电流取样整形电路(1)连接的电感控制电路(10)。

2、根据权利要求1所述的一种自适应式谐波综合抑制装置，其特征是：所述的谐波抑制变压器(6)中间抽头为1-4个，副边与逆变电路(5)的输出端之间接有无源高频滤波器(L1、C1)。

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