[實用新型]交直流變換節能濾波低噪音集成系統

有效

• 申請號: 201120219085.4
• 申請日: 2011-06-27
• 公開（公告）號: CN202142980U
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 周明玉;黃文濤
• 申請（專利權）人: 湖南華大電工高科技有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M1/42;H02M1/44
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本實用新型涉及一種交直流變換節能濾波低噪音集成系統，屬于能實現高效環保型交直流電能變換的關鍵技術與裝備，可廣泛應用于化工、冶金、鋼鐵等需要交直流電能變換的工業用戶，地鐵牽引及配電網交直流電能變換系統，以及高壓/超高壓直流輸電換流站。

背景技術

由于電力電子整流裝置的特性，交直流電能變換系統中均存在諧波污染嚴重、損耗大、運行效率低、振動及噪音大等問題，造成一定程度的電能浪費。并且，諧波電流流入電網側，對電網也造成一定的污染，影響電網的安全經濟運行，嚴重時會造成繼電保護誤動，并對鄰近的通信系統形成干擾。

傳統解決方法主要有兩種：一種是采用多重化整流的方案，通過增加移相變壓器，或者在整流變壓器一次側配置移相繞組，實現多重化整流。該方法雖能在一定程度上解決上述的一些問題，但由于增加了移相變壓器或移相繞組，使得變壓器部分材料利用率降低，初期投資成本增加；由于多重化整流，使得電力電子變流裝置(晶閘管、可控硅、二極管等)在工作周期內導通的時間減少，降低了設備使用率；并且，多重化整流使得整個交直流變換系統的電氣接線變得復雜，多個整流單元需要協調工作，這給控制帶來了一定的難度，降低了交直流變換系統運行的可靠性。另一種方法是采用諧波抑制與無功補償技術，這同樣能在一定程度上解決上述一些問題，但由于濾波與功補裝置一般并接于電網側，濾波效果受系統阻抗的影響較大，容易與系統阻抗發生串/并聯諧振，引起某些次諧波電流的放大，這同樣會對電網的安全經濟運行造成消極影響。不僅如此，上述兩種方法都只是被動式地解決諧波與無功對電網的不良影響，至于諧波與無功對直流電站本身帶來的危害卻沒有得到任何的改善。由于電力電子整流器的非線性而產生的諧波與無功在交直流電能變換系統主電氣設備中自由流通，這勢必會造成一定程度上的運行損耗，縮短了主設備的使用壽命，并且使得整個交直流電能變換系統的噪音增大，效率降低。

實用新型內容

為了解決交直流電能變換系統損耗大、效率低、諧波大、噪音大、振動大等問題，本實用新型所要解決的技術問題是提出一種交直流變換節能濾波低噪音集成系統，該交直流變換節能濾波低噪音集成系統能有效屏蔽諧波，起到節能環保的作用。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種交直流變換節能濾波低噪音集成系統，包括交流電源、整流變壓器、整流器、直流負載和調諧與功補裝置，所述的整流變壓器的高壓網側繞組與交流電源相接，整流變壓器的低壓閥側繞組接整流器的輸入端，整流器的輸出端接直流負載，整流變壓器還包括設置在高壓網側繞組和低壓閥側繞組之間的屏蔽繞組(即濾波繞組)，屏蔽繞組接調諧與功補裝置。

調諧與功補裝置指濾波與無功補償裝置。

在交流電源和整流變壓器之間串聯有有載調壓變壓器，或者，整流變壓器的高壓網側繞組為有載調壓型繞組。

屏蔽繞組(濾波繞組)位于整流變壓器高壓網側繞組和低壓閥側繞組之間，屏蔽繞組(濾波繞組)采用三角形接線，高壓網側繞組采用星形接線。

交直流變換節能濾波低噪音集成系統還包括調諧與功補裝置。

整流器觸發角在7°～10°范圍內。

調諧與功補裝置由多個濾波器組成。

有益效果：

本實用新型以實現系統綜合節能為目標，優化配置交直流電能變換系統關鍵技術裝備，其中，新型整流變壓器采用多繞組結構型式，分為高壓網側繞組、屏蔽繞組(即濾波繞組)、低壓閥側繞組。屏蔽繞組布置在高壓繞組和低壓繞組之間，短路阻抗很小或者近似為0。通過在屏蔽繞組連接調諧與恒功率因數裝置，實現對諧波的有效屏蔽以及高功率因數的恒定控制；閥側繞組接整流器，通過整流變壓器有載調壓和整流器觸發角的協調控制，實現直流電流的在線調節與控制，并且，在協調控制過程中確保整流器的觸發角穩定在7°～10°范圍內，從而實現直流系統的高效率最優運行。

本實用新型的交直流變換節能濾波低噪音集成系統不僅能提升系統的運行效率，而且能實現高功率因數的恒定控制和良好的諧波屏蔽，降低站內主電氣設備的電磁噪音，起到節能環保的作用。

本實用新型在提高直流電站運行效率的同時，實現高功率因數的恒定控制，并且將含量較大的諧波屏蔽在新型整流變壓器的二次側繞組，大大降低了整流變壓器的諧波損耗，以及由高頻分量所引起的振動與噪音。

附圖說明

圖1為交直流變換節能濾波低噪音集成系統的整體結構圖。