[發(fā)明專利]一種直流電源濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910232693.6
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN102088188A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 尹春;汪世平;陳勇;夏雨;朱繼紅
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J1/02
• 分類號: H02J1/02;H02H1/06;H02H9/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發(fā)明涉及一種直流電源濾波器，特別適合用于電力系統(tǒng)繼電保護裝置的直流輔助電源。

背景技術

目前，一般的直流電源濾波器只對高頻、低能量的干擾信號有衰減作用，而對浪涌信號這類低頻、高能量信號的無抑制作用。而在電力系統(tǒng)繼電保護領域，要求保護裝置的直流輔助電源端口的抗干擾度能滿足下列試驗的要求：①射頻傳導干擾試驗(GB17626.6/1998)，III級；②快速瞬變干擾試驗(GB17626.4/1998)，IV級；③振蕩波抗擾度試驗(GB17626.12/1998)，IV級；④電壓暫降，短時中斷和電壓變化抗擾度試驗(IEC?61000-4-29：2000)；⑤浪涌抗擾度試驗(GB17626.5/1999)，IV級。

上述試驗中，①、②、③的干擾信號屬于高頻干擾信號，可以用常規(guī)濾波器衰減；④的干擾信號與后級電路相關；而對于⑤中的浪涌干擾信號，GB17626.5/1999標準中規(guī)定是：開路電壓是1.2/50us的電壓波形，短路電流是8/20us的電流波形。浪涌IV級試驗施加電壓的標準是：共模電壓4000V，差模電壓2000V。當在直流輔助電源端口施加4000V共模浪涌干擾信號時，由于濾波器中共模電感的作用，致使共模電感后的共模電壓升高，破壞后級DC/DC電路。一般的做法是在直流輔助電源端口的電源線入口對大地加鉗位電壓在幾百伏的壓敏電阻，將浪涌干擾信號的幅值鉗低，使得經共模線圈放大后，不至于破壞后級電路。但從電力系統(tǒng)繼電保護的安全考慮，要求直流輔助電源端口也能滿足介質絕緣強度要求(IEC60255-22-5：2000)：直流輔助電源端口對大地能承受頻率為50Hz或60Hz、幅值為2kV、歷時1min的工頻耐壓試驗。試驗期間，不應出現絕緣擊穿和閃烙現象。顯然，如果為了解決浪涌干擾問題，在直流輔助電源端口對地加了壓敏電阻，則無法滿足絕緣強度的要求。

可見，目前使用的常規(guī)電源濾波器構架，如圖1所示只能抑制高頻干擾信號，而對于浪涌干擾信號無法抑制，甚至會放大浪涌干擾信號，從而造成對后級電源電路的損壞。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種直流電源濾波器，該濾波器在滿足直流電源端口絕緣強度要求的前提下，不僅可以抑制高頻、低能量的干擾信號，也能抑制低頻、高能量的浪涌干擾信號，特別適用于電力系統(tǒng)繼電保護裝置的直流輔助電源。

本發(fā)明的技術方案是：一種直流電源濾波器，其特征在于：包括一個共模濾波網絡，一個差模濾波網絡，一個壓敏電阻和兩個氣體放電管；共模濾波網絡與差模濾波網絡串聯；的兩個氣體放電管分別與共模濾波網絡共模扼流圈的兩個(一對)電感并聯；壓敏電阻并聯在共模濾波網絡的輸入端。

共模濾波網絡濾除共模高頻干擾，差模濾波網絡濾除差模高頻干擾，壓敏電阻并聯在輸入信號兩端抑制差模浪涌信號，氣體放電管與共模濾波電容構成共模浪涌信號濾波網絡，抑制共模浪涌信號。

其中，共模濾波網絡包括：一個共模扼流圈，四個共模濾波電容；差模濾波網絡包括：兩個差模濾波電容。將共模濾波電容兩兩串聯形成兩個電容器組，然后一個共模扼流圈的兩個繞組的輸入側的兩端分別和一個電容器組并聯，共模扼流圈的一對繞組的輸出側的兩端分別與另一個電容器組并聯，構成兩組型低通濾波器。

其中將一個差模電容與共模扼流圈的兩個繞組的輸入側兩端并聯，所述的另一個差模電容與共模扼流圈的兩個繞組的輸出側兩端并聯，形成一組型低通濾波器。

典型值設置：壓敏電阻、放電管根據輸入電壓值選取，動作電壓應比最大輸入電壓高20％。；共模濾波網絡共模扼流圈電感量為1mH-100mH；四個共模電容的電容值之和要小于10nF；差模濾波網絡的兩個差模電容值為0.1-1u。

本發(fā)明的有益效果：采用本發(fā)明的直流電源濾波器能夠有效的抑制高頻、低能量的干擾信號和低頻、高能量的浪涌信號；繼電保護裝置可以順利達到浪涌抗擾度(IV級)以及直流輔助電源端口對大地能承受頻率為50Hz或60Hz、幅值為2kV、歷時1min的工頻耐壓試驗要求；并且結構簡單，實現可靠。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)現有的直流濾波器原理圖；

圖2為發(fā)明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步介紹，但不作為對本發(fā)明的限定。

參考圖2，共模濾波網絡包括：一個共模扼流圈T1，四個共模濾波電容CY1，CY2，CY3，CY4，其中T1的兩個繞組分別與CY1，CY3和CY2，CY4構成兩組型低通濾波器，濾除共模高頻干擾。