[實用新型]新型中性線三次諧波電流抑制器

有效

• 申請號: 200920043068.2
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN201440609U
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 伏祥運;趙明;姚鋼
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司連云港供電公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 王彥明

技術領域

本實用新型屬于電力技術領域，具體涉及一種可用于低壓配電網、抑制中性線三次諧波電流的新型中性線三次諧波電流抑制器。

背景技術

隨著科技和經濟的發展，城市中大型的商場、寫字樓、居民小區不斷涌現，其中的照明、計算機、復印機、空調為主要用電設備。目前的照明設備多為LED等新型的電力電子燈具，一般為單相整流設備或者晶閘管調壓方式；計算機和復印機也是單相設備，也為整流設備；隨著空調技術的發展，變頻空調越來越受到親睞，它的主電路也是交流-直流-交流的整流-逆變電路。因此這些設備都是非線性的，且多為單相負荷，它們在工作時將產生大量的諧波，對電網造成一定影響。三相電流中零序分量將通過中性線和電源構成通路，特別是3次諧波分量在中性線中的流動，經常使得中性線的電流超過相線中的電流。在配電網設計時，中性線的導線半徑通常與各相導線的半徑相同甚至更小，這樣將造成中性線的過載甚至燒毀。在大型的商場和寫字樓低壓配電系統中，中性線過載造成停電的事故時有發生。相線過載、燒毀僅影響本相的供電，與其相比，中性線過載造成的影響更為嚴重，因為中線斷開后將使整個系統中的單相負荷無法工作。因此減小中性線電流稱為電力工作者亟需解決的問題。通過對中性線電流的成分進行分析發現，其中三次諧波占主要部分，如何進行三次諧波電流的抑制是減小中性線電流的關鍵。

中性線電流抑制方法有無源濾波、有源濾波器、曲折變壓器等方法。有源濾波器的造價相對較高，且由于開關器件的耐壓水平的限制，大容量有源濾波器制造較為困難。曲折變壓器和無源濾波應用相對較多。

串聯補償方式就是采用一個電容和電抗串聯的裝置，該裝置串聯接入中性線。對于基波，電容和電感處于接近諧振的狀態，呈現的阻抗很小，因此對基波電流的流動和分布影響很??；對于三次諧波該設備呈現很大的阻抗，抑制3次諧波的流動。采用這種方式時，該設備的接入點靠近用戶側的三次諧波較大，對用戶電能質量的造成嚴重影響，造成用戶設備不能正常工作甚至造成用戶設備的損壞。

曲折變壓器方法對接入點的電壓沒有影響，但是存在濾波效果不理想，而且在電源電壓存在零序分量時，容易造成曲折變壓器過流甚至燒毀。在低壓配電網中，電壓不對稱的情況經常存在，造成設備不能投入使用或不能正常運行。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提出了一種能夠有效濾除中性線中的三次諧波電流，而且對用戶的用電設備影響小，受電源零序電壓影響小的新型中性線三次諧波電流抑制器。

本實用新型要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的，一種新型中性線三次諧波電流抑制器，其特點是：包括由電容、電抗組成的兩個LC電路I、II和一個曲折變壓器，LC電路I串聯接入中性線，LC電路I的電抗端與低壓配電網輸入端的中性線連接，LC電路I的電容端與負載側的中性線連接，曲折變壓器的A、B、C三個端頭與低壓配電網的三相線連接，曲折變壓器的N端與LC電路II的電抗端相接，LC電路II的電容端與LC電路I的電容端相連接。

本實用新型是以基本的曲折變壓器及串聯諧振電路為基礎，將兩者有機的結合在一起，能夠在有效抑制中性線電流的基礎上，解決了零序電壓對曲折變壓器的影響，而且該裝置對用戶電能質量影響很小。本實用新型具有以下優點：(1)它的電路結構簡單，造價低；(2)利用常見設備進行構建，易于實施；(3)電網存在零序電壓時，曲折變壓器的電流不大，負載設備可以安全穩定運行；(4)中性線三次諧波電流的抑制效果好。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

圖2為本實用新型的等效電路圖

具體實施方式

一種新型中性線三次諧波電流抑制器，包括由電容、電抗組成的兩個LC電路I、II和一個曲折變壓器5，電抗1、電容2構成LC電路I，電抗3、電容4構成LC電路II，LC電路I串聯接入中性線，LC電路I的電抗端與低壓配電網輸入端的中性線連接，LC電路I的電容端與負載側的中性線連接，曲折變壓器的A、B、C三個端頭與低壓配電網的三相線連接，曲折變壓器的N端與LC電路II的電抗端相接，LC電路II的電容端與LC電路I的電容端相連接。

本實用新型中LC電路I在參數設置上要滿足基波接近諧振，LC電路II在參數上滿足三次諧波諧振。電抗1、電容2、電容3、電抗4、曲折變壓器5的容量和耐壓水平由實際應用時根據具體情況設計。