[实用新型]新型中性线三次谐波电流抑制器

说明书

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，具体涉及一种可用于低压配电网、抑制中性线三次谐波电流的新型中性线三次谐波电流抑制器。

背景技术

随着科技和经济的发展，城市中大型的商场、写字楼、居民小区不断涌现，其中的照明、计算机、复印机、空调为主要用电设备。目前的照明设备多为LED等新型的电力电子灯具，一般为单相整流设备或者晶闸管调压方式；计算机和复印机也是单相设备，也为整流设备；随着空调技术的发展，变频空调越来越受到亲睐，它的主电路也是交流-直流-交流的整流-逆变电路。因此这些设备都是非线性的，且多为单相负荷，它们在工作时将产生大量的谐波，对电网造成一定影响。三相电流中零序分量将通过中性线和电源构成通路，特别是3次谐波分量在中性线中的流动，经常使得中性线的电流超过相线中的电流。在配电网设计时，中性线的导线半径通常与各相导线的半径相同甚至更小，这样将造成中性线的过载甚至烧毁。在大型的商场和写字楼低压配电系统中，中性线过载造成停电的事故时有发生。相线过载、烧毁仅影响本相的供电，与其相比，中性线过载造成的影响更为严重，因为中线断开后将使整个系统中的单相负荷无法工作。因此减小中性线电流称为电力工作者亟需解决的问题。通过对中性线电流的成分进行分析发现，其中三次谐波占主要部分，如何进行三次谐波电流的抑制是减小中性线电流的关键。

中性线电流抑制方法有无源滤波、有源滤波器、曲折变压器等方法。有源滤波器的造价相对较高，且由于开关器件的耐压水平的限制，大容量有源滤波器制造较为困难。曲折变压器和无源滤波应用相对较多。

串联补偿方式就是采用一个电容和电抗串联的装置，该装置串联接入中性线。对于基波，电容和电感处于接近谐振的状态，呈现的阻抗很小，因此对基波电流的流动和分布影响很小；对于三次谐波该设备呈现很大的阻抗，抑制3次谐波的流动。采用这种方式时，该设备的接入点靠近用户侧的三次谐波较大，对用户电能质量的造成严重影响，造成用户设备不能正常工作甚至造成用户设备的损坏。

曲折变压器方法对接入点的电压没有影响，但是存在滤波效果不理想，而且在电源电压存在零序分量时，容易造成曲折变压器过流甚至烧毁。在低压配电网中，电压不对称的情况经常存在，造成设备不能投入使用或不能正常运行。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种能够有效滤除中性线中的三次谐波电流，而且对用户的用电设备影响小，受电源零序电压影响小的新型中性线三次谐波电流抑制器。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种新型中性线三次谐波电流抑制器，其特点是：包括由电容、电抗组成的两个LC电路I、II和一个曲折变压器，LC电路I串联接入中性线，LC电路I的电抗端与低压配电网输入端的中性线连接，LC电路I的电容端与负载侧的中性线连接，曲折变压器的A、B、C三个端头与低压配电网的三相线连接，曲折变压器的N端与LC电路II的电抗端相接，LC电路II的电容端与LC电路I的电容端相连接。

本实用新型是以基本的曲折变压器及串联谐振电路为基础，将两者有机的结合在一起，能够在有效抑制中性线电流的基础上，解决了零序电压对曲折变压器的影响，而且该装置对用户电能质量影响很小。本实用新型具有以下优点：(1)它的电路结构简单，造价低；(2)利用常见设备进行构建，易于实施；(3)电网存在零序电压时，曲折变压器的电流不大，负载设备可以安全稳定运行；(4)中性线三次谐波电流的抑制效果好。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为本实用新型的等效电路图

具体实施方式

一种新型中性线三次谐波电流抑制器，包括由电容、电抗组成的两个LC电路I、II和一个曲折变压器5，电抗1、电容2构成LC电路I，电抗3、电容4构成LC电路II，LC电路I串联接入中性线，LC电路I的电抗端与低压配电网输入端的中性线连接，LC电路I的电容端与负载侧的中性线连接，曲折变压器的A、B、C三个端头与低压配电网的三相线连接，曲折变压器的N端与LC电路II的电抗端相接，LC电路II的电容端与LC电路I的电容端相连接。

本实用新型中LC电路I在参数设置上要满足基波接近谐振，LC电路II在参数上满足三次谐波谐振。电抗1、电容2、电容3、电抗4、曲折变压器5的容量和耐压水平由实际应用时根据具体情况设计。