[其他]雙調式低能耗濾波裝置及方法

無效

• 申請號: 86103586
• 申請日: 1986-05-27
• 公開（公告）號: CN86103586A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 陸濟仁;夏華;游廣榮;馮汪根;郭禮生;廖美蘭;徐文飛
• 申請（專利權）人: 冶金工業部馬鞍山鋼鐵設計研究院;馬鞍山鋼鐵公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H01F29/12;H01C10/00
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 熊自強,周宗如

本發明是一種電力高次諧波裝置及方法。

可控硅供電軋機和煉鋼電弧爐是電力系統中的主要諧波源之一。高次諧波電流的存在，造成電網電壓波形畸變，使電力電子設備使用壽命縮短，電氣控制系統紊亂，高頻磁埸對通訊造成干擾，嚴重時影響安全生產。為此，國內外電力部門對用戶的諧波指標均有嚴格的規定。

國外濾波裝置現可分為兩大類：第一類;帶附加串（或并）聯電阻器的品質因數有級可調的單調諧濾波器，第二類;無附加電阻器的品質因數不可調的單調諧濾波器。

第一類濾波器的缺點是：基波損耗大，如武鋼07工程采用此類裝置，3次和5次濾波器的損耗太大，致使電阻器發熱問題難于解決，多臺同次單調諧濾波器難于并聯運行，造成供電方式單一，不利于經濟運行;品質因數是有級調節，無法實現最佳調節。

第二類濾波器的缺點：要求諧波參數正確制造精度高;實現多臺同次濾波器并聯運行更難。

此外，從國外引進的濾波裝置中的電阻器（包括高通濾波器中的并聯電阻器）采用的是復雜網狀結構，價格昂貴。

國內濾波器現處于研究仿制第一類濾波器階段。

本發明的特點是：濾波裝置中調諧電抗器的電感量和品質因數均連續可調（稱雙調式），因而取消串（并）聯附加電阻器;高通濾波器中的低電感電阻器采用鐵鉻合金，電感量小19次諧波以下功率因數高于0.99，精度高在3%以內。上述特點使濾波裝置具有低損耗優點。

濾波裝置的電抗器，是由頂部的短路環D₁上部線圈L₁，下部線圈L₂，底座D₂支撐及調整螺母螺桿、絕緣塊等所組成。由旋動支撐及調整螺桿上的螺母可使短路環D₁作上下移動以實現品質因數的連續可調，連續調節范圍0-13%，同理可使兩線圈繞組的L₁、L₂之間的距離作上下移動，以實現電感的無級連續可調，連續調節范圍±5%。

濾波裝置的低感電阻器其特點是電感低，功率因數高，電阻精度高，開啟式箱形電阻器的端部采用非磁性金屬板，其底座采用四個耐壓在42KV以上的絕緣子，使用環境溫度45℃，波形電阻片的結構布置，應使電流在平面上作往復方向流動以使電磁感應達到最低，電阻片用螺桿螺母絕緣云母片及端部瓷瓶組裝固定在端板上，豎向采用多層結構，每層電阻片間按散熱條件及動穩定性能的要求確定，低感電阻器，上下兩層設若干抽頭以根據使用要求方便進行阻值調節。

低感電阻器功率因數在19次諧波以內均能達到0.99以上，電阻精度3%。在6～35KV供電系統下，各濾波支路設有開關繼電保護裝置。HP₁₁高通濾波器由低感電阻器與調諧電抗器并聯再與濾波電容器串聯而成。3（H₃），5（H₅），7（H₇）等各次低通濾波器由電容器，品質因數及電感連續可調的調諧電抗器串聯構成。形成單調諧濾波器。

本發明的適用范圍，抑制各種非線性負荷產生的高次諧波，并提高了功率因數;額定電壓6KV～35KV，額定安裝容量40000KVAR以下。

上述特點使濾波裝置具有低損耗優點。

雙調式低能耗濾波裝置具有以下優點：

易實現品質因數最佳調節;

易實現多臺同次單調諧濾波器并聯運行;

因雙調式調諧電抗器基波損耗很低，且采用本專利技術后可提高品質因數，使濾波裝置的基波損耗大幅度降低;

因取消單調諧濾波器中的串（并）聯附加電阻器，可減少故障率和運行維護工作量，提高裝置的運行可靠性，并可減少占地面積，節約投資。

采用低電感電阻器，結構簡單，電感量小，散熱條件好，價格便宜。

上述雙調式低能耗濾波裝置已在馬鞍山鋼鐵公司51號變電所內實際運行。該裝置對850初軋2300中板和六機架鋼坯連軋三套主傳動電機的可控硅供電裝置產生的高次諧波進行濾波并改善功率因數，可控硅供電的直流電機總容量為18500KW，濾波裝置安裝容量為12000KVAR共設計成H₃·H₅，H₇、HP₁₁四組濾波器，85年10月投入運行以來，情況良好，濾波效果顯著，完全達到設計要求和電力部門的有關規定，馬鋼獲得較好的經濟收益。

110KV母線綜合電壓畸變系數由1.59%降到1.09%;

10KV母線綜合電壓畸變系數由7.78%降到1.69%