[发明专利]三相四线零序谐波电流抑制电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及电抗器，尤其是涉及三相四线零序谐波电流抑制电抗器。

背景技术

在低压配电系统中，三相四线制供电方式是最主要的供电方式，在工业现场和民用建筑中得到了广泛的应用。随着城市化的快速发展，出现了大量的大型商厦和写字楼，在这些建筑中存在着大量的电视机、计算机、变频空调、微波炉、各种办公设备及照明电源、不间断电源等现代化设备。这些设备都会在电网中产生零序谐波电流，尽管它们的单台功率较小，但因其总数庞大，所带来的谐波污染是极其严重的。零序谐波电流，特别是三次谐波电流在中性线（零线）上会相互叠加，使得中性线电流过流严重。中性线谐波电流一方面使得中性线中的电流大大超过了它的设计值造成中性线故障；另一方面还会使得公用配电变压器噪声和有功损耗增加，加速绝缘老化，使故障隐患增大。同时，当三相四线制供电方式，如果三相负载分布不均匀，将导致三相不平衡，产生中性线基波电流。

发明内容

本发明目的在于提供一种三相四线零序谐波电流抑制电抗器。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器，包括四个带气隙的铁芯柱，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组，在四个铁芯柱上、下端部分别固定有铁轭以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子。

本发明优点在于实现抑制零序谐波电流和降低中性线电流，并对非零序谐波电流具有一定的抑制作用，达到净化电网、减少发热、提高继电保护可靠性目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的电气原理图。

图3是本发明的电路图。

图4、图4.1、图4.2是本发明的工频三相平衡工作原理及相量图。

图5、图5.1、图5.2是本发明的工频三相不平衡工作原理及相量图。

图6、图6.1、图6.2是本发明的零序谐波工作原理及相量图。

图7、图7.1是本发明O相电感为0的电气原理图。

图8是本发明的使用状态接线原理图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器，包括四个带气隙的铁芯柱1、2、3、4，绝缘套装在所述每个铁芯柱上的线圈绕组5、6、7、8，在四个铁芯柱1、2、3、4上、下端部分别固定有铁轭9、10以构成闭合磁路；所述四个线圈绕组5、6、7、8的绕向相同，每个线圈绕组的导线两端分别固定有接线端子11、12。

根据供电系统情况确定本电抗器的额定电压、额定电流；并根据供电系统原有阻抗及谐波情况以及治理要求，计算所需电抗器的电感值，其中A、B、C三相的电感值保持一致，O相电感值根据零序谐波情况调整。

如图8所示，本发明使用时按相序连接于电网和零序谐波源13之间即可。

本发明工作原理简述如下：

由安培环路定律可知：

；  ；  ； 

式中：H—磁场强度，单位：安培/米（A/m）;

L—闭合磁路总长度，单位：米（m）；

I—载流导体中的电流，单位：安培(A)；

B—磁感应强度或磁通密度，单位：特斯拉(T);

μ—磁导率，单位：亨/米(H/m)；

Φ—磁通，单位：韦伯(Wb)；

n—与面积元dS相垂直的单位矢量（法向矢量），它与磁感应强度B之间的夹角为α；

dS—穿过磁通的空间曲面面积元,单位：平方米（m²）；

当线圈中流过交变电流时，将在穿过线圈绕组的铁芯环状磁路中产生交变磁通。由电磁感应定律可以得到线圈绕组的感应电势：

  

式中：W—线圈的匝数。

     Φ—线圈中的磁通。

此感应电势即为线圈绕组的感抗电压。

本发明所述的三相四线零序谐波电流抑制电抗器有如下几种典型工作方式：

1、三相平衡工作方式：

如图4、图4.1、图4.2所示，当电抗器运行于三相平衡方式时，中性线电流Io1=0，三相电流的相量合为0，磁通均匀流过三相铁芯柱，中性线铁芯柱磁通Φo1＝0。

2、三相不平衡工作方式：