[发明专利]非三相对称供电的非工频量治理方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及非三相对称供电的非工频量的治理方法及设备。

背景技术

非三相对称供电系统，包括电气化铁路供电系统、电力机车采用四台转向架独立供电方式、整流设备供电系统等特殊供电方式。

非三相对称供电的非工频量(非工作的频率量)是由系统操作、系统故障、非线性负荷所产生的。

系统操作如合切线路、变压器、电机、母线、机车换相、晶闸管导通截止等，都会产生非工频量，并产生过电压危害系统绝缘。如采用避雷器、断路器触头间并联电阻等防止操作过电压过高直接击穿系统绝缘，均是被动式保护，系统操作产生非工频量引起的操作过电压依然冲击系统绝缘。

电力机车、整流设备负荷等均为非线性负荷，产生的非工频量对系统的危害主要表现为谐波。交流谐波的危害性很大，主要有：

1、对邻近弱电系统和并联运行的晶闸管装置产生干扰。

2、使电机的容许负荷降低；

3、使变压器的噪声增高、功率损失增大；

4、使接入交流系统的电容器过载；

5、引起电器的附加发热；

6、使感应电动机转速发生周期性变动，并使其功率损失(铁损、铜损)增加；

7、使互感器的精确度降级；

8、影响电子计算机的工作；

9、危害电缆寿命加速电缆老化。

目前对于电网谐波的治理包括：

1、设置动态无功补偿装置，以提高供电系统承受电网谐波的能力；

2、设置无源滤波装置，以便滤除电网谐波；

3、采用有源滤波装置消除电网谐波。

上述各类方法对于消除电网谐波都有一定的效果，但是所用设备造价昂贵，动辄几百万甚至几千万，一般用户难以承受。同时，这些设备不能防止系统操作、系统故障、机车换相、晶闸管导通截止产生的过电压危害系统绝缘。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种方法可靠、设备简单、易于制造、运行维护简单方便、成本低的非三相对称供电的非工频量治理方法及设备。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明非三相对称供电的非工频量治理方法的特点是：设置变压器或变流器，变压器或变流器的一次侧各相绕组分别接入供电系统中对应的各相线；针对变压器或变流器的二次侧所有各相绕组的电压或电流设置求和电路，使求和电路中的工频量之和为零，从而分离出求和电路中的非工频量，通过设置在变压器或变流器二次侧求和电路中的阻抗消耗非工频量的能量，或在变压器或变流器二次侧求和电路中接入非工频量的反相信号，以所述反相信号经变压器或变流器一次侧反馈至系统中抵消系统非工频量。

本发明非三相对称供电的非工频量治理设备的结构特点是设置变压器，变压器的一次侧各相绕组分别接入供电系统中对应的各相线；变压器的二次侧所有各相绕组相互串联形成用于分离非工频量的二次侧电压求和电路，使求和电路中的工频电压之和为零，在二次侧求和电路中串联设置阻抗，形成消耗非工频量能量的变压器二次侧回路；或在所述二次侧求和电路中串联设置非工频量反相电路，形成非工频量信号反馈电路。

本发明非三相对称供电的非工频量治理设备的结构特点是设置变流器，变流器的一次侧接入供电系统中，变流器的二次侧所有各相绕组共同并联或共同串联设置形成用于分离非工频量的二次侧求和电路，使求和电路中的工频电流之和等于零，在二次侧求和电路中串联设置阻抗，形成消耗非工频量能量的变流器二次侧回路；或在二次侧求和电路中串联设置非工频量反相电路，形成非工频量信号反馈电路。

本发明方法是通过变压器或变流器的二次测相加使阻抗两端的工频电压或电流为零，从而使阻抗不消耗工频能量；由于机车换相、晶闸管导通截止、系统操作、系统故障等产生的“激励”能量即非工频能量，在系统中各相的表现不一致，因而在变压器或变流器二次侧相加不为零，即在阻抗两端的电压或电流不为零，通过阻抗来消耗非工频能量，从而达到治理非工频量的目的。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、由于非工频量的电压和电流相位几乎为90°，所以非工频量的能量很小，因此，本发明方法只要很小的变压器或变流器容量就能满足治理非工频量的要求。