[实用新型]失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及中低压配电技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器。

背景技术

在现代工业企业和运输部门以及日常生活中，广泛使用的电弧和接触焊设备、矿热炉、硅铁炉、中频炉等使得非线性电力负荷在大量增加，此外，工业中大量使用变频调速装置，电气化铁路中采用交流单相整流供电的机车，高压大容量直流输电中的换流站，家用电器等等已成为电网中一个重要非线性负荷，从而产生大量谐波，影响用电设备的安全和电能质量。谐波可能引发电容器与系统感抗的谐振，引起严重谐波电压、电流畸变，影响电网安全运行，国际上公认谐波“污染”是电网的公害，必须采取措施加以限制。

目前，电力系统的交流滤波装置分为有源滤波和无源滤波两种。其中广泛采用的为无源滤波器，其结构简单、技术可靠、应用较为广泛。无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路；单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。

由于无源滤波器每个支路滤除固定次数的谐波，所以滤波支路的设计与系统的负荷、谐波大小密切相关，其滤波安全性和补偿效果会随着负载的变化而变化。

在无源滤波的方案设计中，一般会根据固定次谐波的电流最大值来确定滤波支路的参数，否则会因为支路电流过载而损坏滤波支路，充分考虑滤波支路的安全性。但由此则引出新的问题，在滤波方案的设计中，由于要兼顾无功功率补偿的功能，而滤波支路设计容量过大，在系统负载变化较大或功率因数比较高的工况中，会造成发生无功补偿不理想或滤波达不到预期效果的情况。例如：普通无源调谐滤波器在系统负载变化较大或功率因数比较高的工况中，会导致以下情况发生：

1、          调谐滤波器支路容量过大，无功功率补偿不及时造成功率因数低，损耗大量无功，产生力率电费罚款；

2、          无源调谐滤波器在控制策略上以无功功率为判据，为避免无功过补，在无功功率不满足的条件下，滤波支路无法投入运行，滤波器产生不了预定设计效果。

发明内容

本发明针对上述背景技术中所述的不足，我们设计了一种失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波设计方案，包括补偿装置，滤波装置，智能型无功补偿及滤波控制器，补偿装置和滤波装置并联在配电母线上，智能型无功补偿及滤波控制器一端通过控制电缆连接在配电母线上，一端与补偿装置和滤波装置相连接，所述失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器的滤波装置包括：单调谐滤波电路、双调谐滤波电路、高通滤波电路中之一或者其组合，各滤波电路并联，所述失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器的补偿装置包括N组失谐补偿电路，N≥1，各失谐补偿电路并联。

进一步地，所述失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器的智能型无功补偿及滤波控制器包括过压和过流保护电路。所述失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器中，各电路分合开关是晶闸管。

更进一步地，所述的失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器的最低次谐波频率≤最低次谐波频率的90%。

在系统负载变化较大或功率因数比较高的工况中，本设计方案与以往技术相比有以下有益效果：

1、          在系统无功功率达不到调谐滤波支路产生基波无功功率时，可投入小容量的失谐补偿支路，此时会解决系统无功补偿不足的问题；

2、          同时，由于失谐补偿支路在一定程度上也可滤除部分谐波（滤波效果不如滤波支路），但对谐波产生的电能质量问题仍有不小的提高；

3、          当系统无功功率达到调谐滤波支路产生的基波无功功率时，系统会切除已经投入的失谐补偿支路，投入调谐滤波支路，此时滤波和无功补偿的达到预期的设计目的，理论效果最好。

附图说明

图1失谐补偿和调谐滤波相结合的无源滤波器电路图

图2失谐补偿装置

图3多调谐滤波装置

其中：1变压器  2控制器  3用户  4补偿装置  5滤波装置  6晶闸管

具体实施方式