[实用新型]阻尼式有源谐波隔离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能质量保护技术领域，特别是涉及一种阻尼式有源谐波隔离装置。

背景技术

在现代工业和民用供电系统中，由于存在大量非线性负载，例如：电弧炉、感应炉、电力机车、整流设备、变频设备、日光灯、气体放电灯以及其它含有大功率半导体器件或电弧、铁磁设备等非线性负荷，在电网中就会产生相应的非线性电流；而非线性电流在电网阻抗上产生压降，使供电电压波形发生畸变，变为非正弦波。谐波对电网和电气设备将产生不良影响，甚至干扰控制系统、保护系统、通信系统和计量系统，导致生产不能正常进行，产品质量和产量以及经济效益下降。目前对谐波进行滤除通常采用的方法是利用无源滤波器、有源滤波器以及混合型滤波器去除电流中的谐波，其中无源滤波器具有结构简单、运行可靠、维护方便、投资少、效率高等优点，但它主要存在两个问题：①各次谐波对本次谐波具有滤波作用，但对其它次谐波会一定的放大作用，而且等效阻抗呈容性，虽有一定的无功补偿作用，但又不能精细控制，易过压；②滤波效果易受元件、系统参数、负荷以及电网频率等变化的影响，当谐波源增大时，滤波器负担随之加重，以至可能因谐波过载不能运行，在某些条件下可能和系统发生谐振等。与无源滤波器相比，有源滤波器具有高度可控性和快速响应性；不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变、补偿无功，滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险，可自动跟踪补偿变化的谐波。但目前该技术还不够成熟，实际应用存在下列问题：(1)由于补偿谐波的滞后性，往往不能完全抵消负荷谐波；(2)设备的初期费用偏大。目前这两者的费用比大约在7:1左右；(3)有源电力滤波器的自身损耗大。有源电力滤波器的损耗高达到50－90W/kVA，大约是无源滤波器的20倍。限制了有源电力滤波器的容量，也增加了运行成本；(4)有源电力滤波器工作在高频状态，其产生的电磁干扰对电子设备和通信设备的工作有不良影响，还引起电磁元件的发热。而混合型滤波器可以改善无源滤波器的滤波效果，并抑制串联谐振的发生，减小有源滤波器的容量，但该系统存在的问题是有源电力滤波器可靠性、稳定性、实效性以及与无源滤波器的协调控制问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种可消除电流中谐波的阻尼式有源谐波隔离装置，可以将电网中的谐波和负载隔离开，降低电网中谐波给负载带来的危害。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：阻尼式有源谐波隔离装置，包括混合型有源滤波器、谐波阻尼单元、浪涌吸收单元、低次谐波滤波器和高次谐波滤波器；谐波源电流输出端和电网电流输出端的并联端依次分别与所述浪涌吸收单元的电流输入端、所述低次谐波滤波器的电流输入端、所述高次谐波滤波器的电流输入端和所述谐波阻尼单元的电流输入端电连接，所述谐波阻尼单元的电流回流输出端与所述谐波阻尼单元的电流回流输入端电连接，所述谐波阻尼单元的电流回流输出端依次与所述高次谐波滤波器的电流回流输出端、所述低次谐波滤波器的电流回流输出端和所述混合型有源滤波器的电流回流输出端并联后与所述电网的电流回流输入端串联。

上述阻尼式有源谐波隔离装置，所述混合型有源滤波器包括并联型有源滤波器和并联型无源滤波器，所述并联型有源滤波器和所述并联型无源滤波器的并联电流输入端与所述谐波源电流输出端和所述电网电流输出端的并联端电连接，所述并联型有源滤波器和所述并联型无源滤波器的并联电流回流输出端与所述电网电流回流输入端电连接。

上述阻尼式有源谐波隔离装置，所述混合型有源滤波器包括串联型有源滤波器和并联型无源滤波器，所述串联型有源滤波器通过耦合变压器与所述谐波源电流输出端和所述电网电流输出端的并联端串联，所述并联型无源滤波器与所述低次谐波滤波器并联。

上述阻尼式有源谐波隔离装置，所述混合型有源滤波器包括有源滤波器和无源滤波器，所述有源滤波器和所述无源滤波器通过耦合变压器串联，所述无源滤波器和所述低次谐波滤波器并联。

上述阻尼式有源谐波隔离装置，所述高次谐波滤波器与所述谐波阻尼单元之间设有ZS-APF有源滤波器，所述ZS-APF有源滤波器与所述高次谐波滤波器并联。

上述阻尼式有源谐波隔离装置，所述ZS-APF有源滤波器包括高通滤波器和有源滤波器，所述高通滤波器和所述有源滤波器分别与所述高次谐波滤波器并联。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型可以将将具有丰富谐波含量的谐波源进行有效隔离，有效避免大功率谐波源通过并联电容器或电缆线路放大谐波电流。