[实用新型]一种配电变压器负载谐波分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及谐波抑制与利用领域，特别涉及一种配电变压器负载谐波分离装置。 

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大以及系统中非线性负荷的不断增加,电力系统受到的“谐波污染”越来越严重。日本国内的调查研究表明,电网谐波约有40%来自于商业、居民用电系统。谐波不仅会降低供配电和用电设备的效率,缩短电气设备的寿命,容易引起各种故障。还会增加电网的网损,使得电网和用电设备之间存在着谐波畸变功率的交换,降低电网的功率因数,导致电能的生产、传输和利用效率降低,增大供电部门的经济损失。此外谐波还会对测量仪器、计量仪表等产生不同程度的影响。电能计量是电网经济核算的依据,它不仅关系着电力生产部门的安全，经济运行和直接经济效益,而且还直接、间接的关系着整个国计民生的经济效益和社会效益。 

目前的谐波治理技术中，应用最为广泛的治理装置是无源滤波器。通常在谐波源附近装设无源滤波装置就近吸收谐波，进行治理，从而将部分谐波电流滤除掉，使其不会流入到电力系统中去，并保证这些非线性负载的正常运行，但它只能吸收特定次数的谐波，动态性能不好。而有源滤波器的滤波性能不会受到系统阻抗和系统频率波动的影响，也不会和系统阻抗之间发生串、并联谐振。虽然有源滤波器克服了无源滤波器固有缺点，实现动态补偿电网谐波，是电网谐波治理的有效手段，然而安装这种滤波器需增加设备投资和运行费用，且当设备需要抑制谐波幅值愈高，其投资和运行费用也愈高。 

电网中的谐波虽然造成了电网功率的冗余和能量损耗，但其本身也是一种能源，如果能改变传统治理谐波时将其滤除的方式，转而将谐波电能分离出来，以便提取利用，这样能既克服谐波在电网中的损耗、改善电能质量又能实现电能的高效利用。 

发明内容

基于以上问题的考虑，本实用新型针对当前电网中广大非线性负载向配电网注入大量谐波，造成配电变压器容量冗余和能量损耗，带负载能力下降等问题而设计的一种配电变压器负载谐波分离装置，从而减少因谐波造成的配网和配电变压器损耗等问题。 

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案： 

一种配电变压器负载谐波分离装置，包括电流互感器、有效值转换器、模/数转换器、谐波分析单元、基波补偿控制单元、基波补偿执行单元、谐波分离单元、电源管理单元和基波磁通补偿变压器；其中所述电流互感器的输出端连接有效值转换器的输入端，有效值转换器的输出端连接模/数转换器的输入端，模/数转换器的输出端连接谐波分析单元的输入端，谐波分析单元的输出端连接基波补偿控制单元的输入端，基波补偿控制单元的输出端与基波补偿执行单元的一端连接，基波补偿执行单元的另一端与基波磁通补偿变压器连接，谐波分离单元并联在基波磁通补偿变压器与负载之间，电源管理单元分别与有效值转换器、模/数转换器、谐波分析单元和基波补偿控制单元的电源端连接。

为了更好地实现本实用新型的装置，所述基波磁通补偿变压器连接于负载与配电变压器之间。电流互感器安装于靠近配电变压器的三相线上。 

具体地，谐波分离单元由三个电容器和变压器组成，三个电容器的一端分别与三相线连接，三个电容器的另一端均连接到变压器的初级绕组，变压器的次级绕组提供谐波提取接口。 

本实用新型利用电流互感器将大电流信号转换为低量程电信号，通过基波电流分析，以及基波电流注入形成对基波电流的低磁通，以及谐波电流的高阻抗，迫使谐波电流流入分离通道。从而可以有效地治理谐波，克服谐波在电网中的损耗，将谐波电能分离出来，既改善电能质量又实现电能的高效利用。 

附图说明

本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。 

图1是本实用新型的系统结构框图； 

图2是本实用新型基波磁通补偿变压器和谐波分离单元的结构示意图；

图3是本实用新型的系统原理图；

图中：1-电流互感器；2-有效值转换器；3-模/数转换器；4-谐波分析单元；5-基波补偿控制单元；6-基波补偿执行单元；7-谐波分离单元；8-电源管理单元；9-基波磁通补偿变压器。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步说明。