[實用新型]阻尼式有源諧波隔離裝置

有效

• 申請號: 201721175970.0
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN207150169U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 趙爽;馬曉溪;李西軍
• 申請（專利權）人: 北京中電永昌科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11666
• 代理人: 朱永飛

技術領域

本實用新型涉及電能質量保護技術領域，特別是涉及一種阻尼式有源諧波隔離裝置。

背景技術

在現代工業和民用供電系統中，由于存在大量非線性負載，例如：電弧爐、感應爐、電力機車、整流設備、變頻設備、日光燈、氣體放電燈以及其它含有大功率半導體器件或電弧、鐵磁設備等非線性負荷，在電網中就會產生相應的非線性電流；而非線性電流在電網阻抗上產生壓降，使供電電壓波形發生畸變，變為非正弦波。諧波對電網和電氣設備將產生不良影響，甚至干擾控制系統、保護系統、通信系統和計量系統，導致生產不能正常進行，產品質量和產量以及經濟效益下降。目前對諧波進行濾除通常采用的方法是利用無源濾波器、有源濾波器以及混合型濾波器去除電流中的諧波，其中無源濾波器具有結構簡單、運行可靠、維護方便、投資少、效率高等優點，但它主要存在兩個問題：①各次諧波對本次諧波具有濾波作用，但對其它次諧波會一定的放大作用，而且等效阻抗呈容性，雖有一定的無功補償作用，但又不能精細控制，易過壓；②濾波效果易受元件、系統參數、負荷以及電網頻率等變化的影響，當諧波源增大時，濾波器負擔隨之加重，以至可能因諧波過載不能運行，在某些條件下可能和系統發生諧振等。與無源濾波器相比，有源濾波器具有高度可控性和快速響應性；不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變、補償無功，濾波特性不受系統阻抗的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險，可自動跟蹤補償變化的諧波。但目前該技術還不夠成熟，實際應用存在下列問題：(1)由于補償諧波的滯后性，往往不能完全抵消負荷諧波；(2)設備的初期費用偏大。目前這兩者的費用比大約在7:1左右；(3)有源電力濾波器的自身損耗大。有源電力濾波器的損耗高達到50－90W/kVA，大約是無源濾波器的20倍。限制了有源電力濾波器的容量，也增加了運行成本；(4)有源電力濾波器工作在高頻狀態，其產生的電磁干擾對電子設備和通信設備的工作有不良影響，還引起電磁元件的發熱。而混合型濾波器可以改善無源濾波器的濾波效果，并抑制串聯諧振的發生，減小有源濾波器的容量，但該系統存在的問題是有源電力濾波器可靠性、穩定性、實效性以及與無源濾波器的協調控制問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型目的在于提供一種可消除電流中諧波的阻尼式有源諧波隔離裝置，可以將電網中的諧波和負載隔離開，降低電網中諧波給負載帶來的危害。

為達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案：阻尼式有源諧波隔離裝置，包括混合型有源濾波器、諧波阻尼單元、浪涌吸收單元、低次諧波濾波器和高次諧波濾波器；諧波源電流輸出端和電網電流輸出端的并聯端依次分別與所述浪涌吸收單元的電流輸入端、所述低次諧波濾波器的電流輸入端、所述高次諧波濾波器的電流輸入端和所述諧波阻尼單元的電流輸入端電連接，所述諧波阻尼單元的電流回流輸出端與所述諧波阻尼單元的電流回流輸入端電連接，所述諧波阻尼單元的電流回流輸出端依次與所述高次諧波濾波器的電流回流輸出端、所述低次諧波濾波器的電流回流輸出端和所述混合型有源濾波器的電流回流輸出端并聯后與所述電網的電流回流輸入端串聯。

上述阻尼式有源諧波隔離裝置，所述混合型有源濾波器包括并聯型有源濾波器和并聯型無源濾波器，所述并聯型有源濾波器和所述并聯型無源濾波器的并聯電流輸入端與所述諧波源電流輸出端和所述電網電流輸出端的并聯端電連接，所述并聯型有源濾波器和所述并聯型無源濾波器的并聯電流回流輸出端與所述電網電流回流輸入端電連接。

上述阻尼式有源諧波隔離裝置，所述混合型有源濾波器包括串聯型有源濾波器和并聯型無源濾波器，所述串聯型有源濾波器通過耦合變壓器與所述諧波源電流輸出端和所述電網電流輸出端的并聯端串聯，所述并聯型無源濾波器與所述低次諧波濾波器并聯。

上述阻尼式有源諧波隔離裝置，所述混合型有源濾波器包括有源濾波器和無源濾波器，所述有源濾波器和所述無源濾波器通過耦合變壓器串聯，所述無源濾波器和所述低次諧波濾波器并聯。

上述阻尼式有源諧波隔離裝置，所述高次諧波濾波器與所述諧波阻尼單元之間設有ZS-APF有源濾波器，所述ZS-APF有源濾波器與所述高次諧波濾波器并聯。

上述阻尼式有源諧波隔離裝置，所述ZS-APF有源濾波器包括高通濾波器和有源濾波器，所述高通濾波器和所述有源濾波器分別與所述高次諧波濾波器并聯。

本實用新型的有益效果如下：

1.本實用新型可以將將具有豐富諧波含量的諧波源進行有效隔離，有效避免大功率諧波源通過并聯電容器或電纜線路放大諧波電流。