[实用新型]12脉冲整流负载专用无源滤波装置

说明书

技术领域

本实用新型属于配电系统电能质量控制设备技术领域，具体涉及一种专门适用于12脉冲整流负载的无源滤波装置。

背景技术

随着大功率电力电子器件在电力系统中的大量应用，各种晶闸管整流负载产生大量谐波，严重威胁到电力系统的安全稳定运行，其中12脉冲整流以其较低的谐波输出广泛应用于大量大功率负载。与6脉冲整流相比，12脉冲整流在变压器的高压侧消除了5、7次谐波，降低了谐波输出，但也给12脉冲整流负载的无源滤波带来了困难。目前，解决12脉冲整流负载的谐波问题主要有低压侧无源滤波、高压侧无源滤波、有源滤波三种方案，各种方案均有其难以克服的问题。

低压侧无源滤波方案：虽然无源滤波装置结构简单、运行费用低、既可补偿谐波也可实现无功补偿，应用十分广泛，但对于12脉冲整流负载，由于在变压器的低压侧存在着大量5、7次谐波，如要进行有效滤波，必须同时设置5、7、11、13次滤波，设置5、7次滤波装置，会增加滤波通道数、降低装置运行的安全可靠性、大大增加制造成本，如果仅进行11、13次滤波，将导致5、7次谐波电流的放大，破坏了变压器高压侧5、7次谐波电流的平衡。

高压侧无源滤波方案：由于变压器的高压侧没有5、7次谐波电流，因此如在变压器的高压侧进行滤波则无需设置5、7次滤波支路，但是高压器件的昂贵不可避免地增加了滤波装置的成本，而且由于没有变压器作为一层阻隔，背景谐波成为该方案无法克服的问题之一。

有源滤波：有源滤波装置可对大小和频率都变化的谐波进行实时补偿，克服了无源滤波装置的缺点，具有技术先进性。从技术上讲，该方案是解决12脉冲整流负载谐波问题的最好方案，但是由于其投资较高，控制复杂，短时间内在电力系统中广泛应用尚有难度。

实用新型内容

本实用新型利用12脉冲整流负载Y侧、△侧相电压的相位差特性，设计提供一种12脉冲整流负载专用无源滤波装置的技术方案，以克服现有技术中存在的问题。

所述的12脉冲整流负载专用无源滤波装置，其特征在于该装置包括一个滤波通道，该滤波通道的每一相上设置一个单相变压器，单相变压器一侧绕组的一端采用“Y”形接线方式连接，另一端串接L-C滤波支路后与12脉冲整流负载的“Y”侧末端对应连接，单相变压器另一侧绕组的一端采用“△”形接线方式连接，另一端串接L-C滤波支路后与12脉冲整流负载的“△”侧末端对应连接。

所述的12脉冲整流负载专用无源滤波装置，其特征在于所述的L-C滤波支路由滤波电容器、滤波电抗器串接构成，其中滤波电容器的电容值与所述12脉冲整流负载的容量对应，确定滤波电抗器电抗值的调谐点为500Hz～550Hz，单相变压器中“Y”形接线侧与“△”形接线侧的变比为

所述的12脉冲整流负载专用无源滤波装置，其特征在于所述单相变压器中“Y”形接线侧与“△”形接线侧的变比为

上述的12脉冲整流负载专用无源滤波装置，利用12脉冲整流负载Y侧、△侧相电压的相位差特性，采用单相变压器与无源滤波支路结合的结构，构思新颖、结构简单，在有效滤除11、13次谐波电流的同时避免了5、7次谐波电流，具有滤波效果好、运行可靠、成本较低等特点。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型在11、13次谐波下的等效电路结构示意图；

图3为本实用新型在5、7次谐波下的等效电路结构示意图。

图中：1/L-C滤波支路、2/单相变压器、3/12脉冲整流负载、C/滤波电容器、L/滤波电抗器。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示为12脉冲整流负载专用无源滤波装置，包括一个滤波通道，该滤波通道的每一相上设置一个单相变压器2，单相变压器2一侧绕组的一端采用“Y”形接线方式连接，另一端串接L-C滤波支路1后与12脉冲整流负载3的“Y”侧末端对应连接；单相变压器2另一侧绕组的一端采用“△”形接线方式连接，另一端串接L-C滤波支路1后与12脉冲整流负载3的“△”侧末端对应连接。其中单相变压器2中“Y”形接线侧与“△”形接线侧的变比为优选方案为L-C滤波支路1由滤波电容器C、滤波电抗器L串接构成，其中滤波电容器C的电容值与所述12脉冲整流负载3的容量对应，确定滤波电抗器L电抗值的调谐点为500Hz～550Hz。

由于12脉冲整流负载3的Y侧相电压相位比△侧相电压相位超前30度，因此对于5、7、11、13次谐波电压，有如下分析结果：