[发明专利]无源零序滤波技术与有源滤波技术结合的混合电力平衡器

说明书

技术领域

本发明属于电能领域，涉及一种有源与无源并联混合的三相不平衡问题的 治理技术，尤其涉及一种无源零序滤波技术与有源滤波技术结合的混合电力平 衡器。

背景技术

随着我国国民经济的发展,电力网负荷不断加大,冲击性、非线性负荷容量 不断增长,电网电压波形畸变、电压波动、闪变和三相不平衡等电能质量问题 越来越引起重视。三相负荷不平衡运行会造成变压器零序电流过大，致使变压 器局部金属件温度异常升高，严重时将导致变压器运行事故。低压电网三相负 荷不平衡可能引起高压某相电流过大，从而引起高压线路过流跳闸停电，引发 大面积停电事故，同时变电站的开关设备频繁跳闸将降低使用寿命。同时，三 相负荷不平衡，一相或两相畸重，必将增大线路中的电压降，降低电能质量， 影响用户的电器使用。

现阶段，对三相不平衡的治理方法主要包括：1.三相线路之间的负载合理 分布的方式，但是我们需要面对一个客观问题，各个用户的负荷量不一致且用 电时间不一致，又不能认为控制，因此不能从根本上解决问题。2.增加短路容 量，提高系统承受不平衡的负荷能力，但此方法没有实际解决三相不平衡问题。 3.许多厂家研制并生产了无源三相不平衡调补装置,在条件允许的情况下,很多 地方已经装上了调补装置.该产品种类繁多,其工作原理大同小异，利用电感与电 容组合提高功率因数，转移相间有功功率，以平衡三相电流，但此方法稍有不 合理便不能达到理想的治理效果，所以从经济性、简易性角度此方法还需考虑。 4.有源滤波技术，随着电力电子技术的发展，有源滤波技术渐渐被应用于电能 质量的治理。但是其成本较高且不适合处理零线电流。

发明内容

本发明在治理三相四线制配电系统三相不对称问题中，针对有源滤波技术 补偿零序电流会严重影响三相平衡器稳定性和寿命的问题；提出了一种用设计 合理，易实现，成本低，运行稳定的无源零序滤波技术与有源滤波技术结合的 混合电力平衡器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，一种无源零序滤波技术与 有源滤波技术结合的混合电力平衡器，包括：

控制器，用于进行信号采集、数据处理，并发出相关控制指令；

有源电力滤波模块，采用三电平的拓扑结构，用于补偿系统的谐波电流；

无源零序滤波模块，用于单独滤除总电路中的零序电流；

所述有源电力滤波模块与无源零序滤波模块在本电路中并联设置。

作为优选，所述控制器采用TMS320F28335控制芯片，所述控制器中的相 关控制指令包括有源电力滤波模块PWM控制指令、无源零序滤波及有源电力 滤波模块投切指令和错误报警指令。

作为优选，所述有源电力滤波模块包括直流侧稳压电容电路、接口电感电 路、高频滤波电路、逆变电路，所述有源电力滤波模块中的每个电路的最大补 偿电流大小是固定的，并且最大补偿电流的大小相同。

作为优选，所述无源零序滤波模块由两种特殊电抗器组成，所述两种特殊 电抗器分别为ZSBT和Zig-Zag变压器，所述ZSBT的个数为一个。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明采用无源零序滤波模块对电路中的零序电流进行处理，可有效 的提高三相电力平衡器的性能、稳定性、寿命，本混合电力平衡器只使用二个 特殊电抗器除零序电流，并没有使用电容，相对于一般的无源滤波技术，我们 采用无源技术单独治理零序电流，还可以增加系统可靠性；因为我们在混合电 力平衡器中加入了无源零序滤波模块，即有源电力滤波模块需要补偿的电流减 小，因此本混合电力平衡器治理成本低，与现有技术相比，本混合电力平衡器 更适合治理三相不对称问题严重的系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需 要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中的系统结构示意图；

图2是本发明实施例1中的控制器流程简图；

图3是本发明实施例1中的ZSBT结构图；

图4是本发明实施例1中的Zig-Zag变压器结构图；

图5是本发明实施例1中的有源电力滤波模块结构简图；