[实用新型]一种分频混合电能质量综合治理装置

说明书

本实用新型公开了一种分频混合电能质量综合治理装置，其包括三相二阶高通滤波器F和APF有源滤波器，三相二阶高通滤波器F包括三个单向二阶高通滤波器F1、F2和F3通过Y型连接结构连接；单向二阶高通滤波器F1、F2和F3均为电抗与电阻并联后与电容串联构成；APF有源滤波器与三相二阶高通滤波器F连接。本实用新型设计合理，结构简单，无缘部分的三相二阶高通滤波器F为高次谐波提供滤波通路，具有高通滤波能力；接入系统后，可以改变系统的谐振点，抑制系统发生高次谐波谐振；有源部分的APF有源滤波器负责补偿3、5、7和9次谐波，兼具补偿无功负序功能。

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路配电系统领域，具体涉及一种分频混合电能质量综合治理装置。

背景技术

随着电力电子技术的进步，交-直、交-直-交机车在国内铁路广泛应用，其高次和低次谐波含量都占有比重，这些谐波通过牵引变电所内所用变压器从27.5kV侧渗透到所内低压系统三相380V侧，牵引变电所内的照明、办公、空调等非线性负载往往产生谐波、无功、负序等问题。同时在电力系统中某些具有变频负荷的工厂，比如炼钢厂、轧钢厂，以及随着冲击性、非线性负荷增加的低压配电系统，这些负荷都会给电网带来严重谐波、无功、负序问题。

现有的电气化铁路是使用交-直-交型变流器和交-直型变流器技术的典型系统。普速铁路机车电力牵引使用交-直型变流的直流电机和交-直-交型变流的交流电机，单就牵引网侧的无功电流含量和低频段高次谐波来看，交-直-交列车比交-直列车有极大的改观，但是20次以上的更高次谐波含量反而有所增加，而拥有交直车和交直交车的牵引供电系统，高次和低次谐波含量都占有比重，这些谐波通过牵引变电所内所用变压器从27.5kV侧渗透到所内低压系统三相380V侧，造成所内用电设备寿命降低、烧损等现象，牵引变电所内的照明、办公、空调等非线性负载往往产生谐波、无功、负序等问题。另外，在电力系统中，某些具有变频负荷的工厂，比如炼钢厂、轧钢厂，以及随着冲击性、非线性负荷增加的低压配电系统，这些负荷都会给电网带来严重谐波、无功、负序问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了一种实现对高次和低次谐波、不平衡、无功进行综合治理的分频混合电能质量综合治理装置。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：

提供一种分频混合电能质量综合治理装置，其包括三相二阶高通滤波器F和APF有源滤波器，三相二阶高通滤波器F包括单向二阶高通滤波器F1、单向二阶高通滤波器F2和单向二阶高通滤波器F3；单向二阶高通滤波器F1为电抗La与电阻Ra并联后与电容Ca串联构成，单向二阶高通滤波器F2为电抗Lb与电阻Rb并联后与电容Cb串联构成，单向二阶高通滤波器F3为电抗Lc与电阻Rc并联后与电容Cc串联构成；电容Ca与相互并联的阻抗Lb、阻抗Lc和电阻Rb、电阻Rc串联构成Y型连接结构；APF有源滤波器上设置有A、B、C和N端子，并联的电抗La和电阻Ra与A端子连接，电容Cb和Cc分别与B和C端子连接，Y型连接结构的连接点与N端子连接。

进一步地，APF有源滤波器A、B、C和N端子对应连接于变压器低压侧的A、B、C和N端子。

进一步地，APF有源滤波器A、B、C和N端子对应连接于电力系统的A、B、C和N端子。

本实用新型的有益效果为：在单向二阶高通滤波器F1、F2和F3中，由电抗L和电容C在指定频率(如550Hz)下形成串联谐振；并且单向二阶高通滤波器F1、F2和F3按照Y型接法连接，构成Y型的三相二阶高通滤波器F，对11次及以上的高次谐波提供滤波通路，具有高通滤波能力；由于三相二阶高通滤波器F对3、5、7和9次低次谐波滤波效果较差，因此APF有源滤波器专门提供3、5、7和9次谐波补偿功能，同时兼具无功补偿、负序补偿功能。因此，由三相二阶高通滤波器F加APF有源滤波器构成的分频混合电能质量综合治理装置能够更好地为电气化铁路配电系统和电力系统提供综合治理。