[发明专利]同时抑制差共模谐波干扰的有源滤波方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电磁兼容性领域，具体涉及一种同时抑制差共模谐波干扰的有源滤波方法及 装置。

背景技术

在输电电网中，发电机除了向电网以差模方式输出电能外，还将同时输出差模与共模干 扰。差模干扰的特征是两根供电母线之间的干扰信号相位相反，此类干扰信号在设备内部不 能相互抵消，因此是用电设备被干扰的主要原因。共模干扰的特征是两根供电母线之间的干 扰信号相位相同，它通常不会以传导方式使设备被干扰，然而它是辐射发射超标的主要原因， 超标的共模辐射信号极可能以缆线耦合等方式在其它设备的两根供电母线上感应出大小不等 的干扰电流，从而使其它设备造成干扰。某发电机组－负载之间的电网干扰模型可由如附图 1所示的模型表示。

该模型包括发电机绕组1、发电机机壳地2、第一绕组对地电容3、第二绕组对地电容4、 差模电阻5、共模电阻6、第一供电母线7、地线8、第二供电母线9，负载10、第一负载对 地电容11、第二负载对地电容12、负载机壳地13。第一供电母线7流过差模电阻5的电流I₇、 第二供电母线9流过电流I₉、地线8流过共模电阻6的电流I₈，按照图1所示电流参考方向， 由基尔霍夫定律，下式成立：

I₇+I₉-I₈＝0

设第一供电母线7、第二供电母线9上流过的有用电流为I₀，流过的差模干扰电流为I_dm， 流过的共模干扰电流为I_cm，按照图1所示电流正方向，有

I7=Icm+Idm+I0I9=Icm-Idm-I0]]>

可计算地线8流过电流I₈为

I₈＝2I_cm

可见地线电流只与共模干扰电流相关。

目前一般采用在设备供电端串入由安规电容(如X电容与Y电容)、共模扼流圈等元件 构成EMI无源滤波器，抑制来自供电电缆的差模、共模干扰。同时也采用对线缆或设备追加 屏蔽措施的方法，抑制共模辐射所带来的干扰。然而，某些电网具有如下不利于使用EMI无 源滤波方法抑制干扰的特征：

(1)发电机组的输出母线对地分布电容难以精确控制，其交流谐波干扰能量同时以差模 与共模形式存在，且干扰电流与上千安培的供电电流共存，若使用EMI无源滤波器方案，难 以制作满足容量要求的电阻、线圈、电容器等无源器件；

(2)在DC～10kHz频率范围内，若共模干扰能量较大，则共模扼流线圈难以抑制该频 率范围内的共模干扰；

(3)电网供电线缆及用电设备空间要求严格，因此供电电缆与某些敏感设备的信号电缆 距离过近甚至成束捆扎，共模辐射引起的缆线间耦合干扰问题严重，对敏感设备造成干扰威 胁，而在用电设备部位统一追加EMI滤波器或变更现行缆线布置成本很高，且效果难以保证。

目前电力有源滤波器已获得越来越广泛的应用，在附图1所示电网中，常规的电力有源 滤波器并联式接入方式如附图2所示。