[发明专利]一种无源电力滤波器的自动调谐结构

说明书

本发明提供了一种无源电力滤波器的自动调谐结构，该自动调谐系统中滤波装置主要由阻抗变换电路和电容器组组成,阻抗变换电路由电抗变换器与电力电子功率变换电路组成，电抗变换器的一次侧绕组与电容器组相连，电抗变换器的二次侧绕组与电力电子功率变换电路相连，通过控制交流接触器的导通与关断，电容器投入电网中或从电网中切除，电力电子功率变换电路改变电抗变换器的一次侧绕组与二次侧绕组间的阻抗比，从而改变电抗变换器一次侧绕组的输出电感,当电容器与电抗变换器一次侧绕组的输出电感使滤波电路处于谐振状态时，最终会达到滤除某次谐波的目的，从而起到谐波治理的作用。

技术领域

本发明涉及到无源电力滤波器的自动调谐结构。

背景技术

为了保证电力系统的可靠正常的运行，提高电力系统稳定性和电能质量，需要对电网的谐波进行治理，谐波会引起电网谐振，可将谐波电流放大至几倍甚至数十倍，会对供配电系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁；此外，谐波会影响电气设备的正常工作，它会使电机产生机械振动和噪音，会导致变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备由于谐波导致过热，绝缘部分会加速老化、失效，设备使用寿命大大缩减，直至最终损坏；电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合，在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压，干扰通信系统的工作，影响通信线路通话的清晰度，而且在谐波和基波的共同作用下，会触发电话铃响，甚至在极端情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。

无源自动调谐系统是一个通过动态抑制谐波、补偿无功的系统，可以实时补偿幅值和频率均存在变化的谐波电流，与传统的无源LC滤波系统相比，能达到随着谐波源时变性负载(如冲击性负载或脉冲变化的负载)产生的谐波电流实时地控制滤波电容器组的投切与滤波电感调节的控制要求，实现对谐波电流的动态滤除，提高无源谐波滤波装置在谐波源时变性负载的场合的滤波效果。

由于外界环境温度和无源滤波器自身损耗的影响，传统无源滤波器中的滤波电容值与滤波电感值容易发生改变，造成与标定值之间存在误差，或者因电网自身频率波动，这样会出现谐振点发生偏移情况，严重时甚至会导致失谐，因此电容器组的实时投切与电感量的实时精确调节至关重要。

尤其是针对谐波源时变性负载(如冲击性负载或脉冲变化的负载)产生的谐波电流时，更要对电容器组进行实时投切且对电感量实时精确调节，这些工作的前提在于实时检测滤波支路中电压、基波电流、谐波电流及谐波源负载侧电压、基波电流、谐波电流等电能信号，本发明使用三相电参数采集模块及微处理器完成电压、电流监测工作，通过验证，其动作准确，可靠性高，符合系统要求。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种无源动态自动调谐结构。

技术方案

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种无源电力滤波器的自动调谐结构，根据自动调谐系统的设计要求，三相电参数采集模块实时检测滤波支路中电压、基波电流、谐波电流及谐波源负载侧电压、基波电流、谐波电流等电能信号，并反馈给主控器，主控器按最小电容法投切电容器组；其次，主控器根据分析得到的滤波支路谐波电流和非线性负载支路谐波电流的差值，控制调节电抗变换器一次侧绕组电感量，将注入到配电网中的谐波电流控制在工业标准范围内。

本发明采用三相电参数采集器，其电压采样采用高阻分压原理，电流采样采用电磁隔离原理，它可以采集电路中电压电流信号并且能分析电压电流中的高次谐波含量，采集精确度高，抗干扰能力强，在工业环境下能稳定工作。

在实际的应用中，电容器的成本很高，因此，首先确定最小电容，在投切滤波电容时，需要在有好的滤波效果的基础上投入电容值较小的电容器。