[发明专利]一种三相交流可调电抗器及谐波治理装置

说明书

本发明涉及一种三相交流可调电抗器及谐波治理装置，属于电力系统自动化技术领域。谐波治理装置包括：三相交流可调电抗器，包括铁芯、控制线圈、三个工作线圈；铁芯包括三个垂直磁芯柱和两个水平磁芯柱；控制线圈缠绕在水平磁芯柱上；各工作线圈分别缠绕在铁芯的垂直磁芯柱上，且各工作线圈连接在非线性负载所在的电网中；电流传感器，设置在电网中的非线性负载侧；可控整流器，可控整流器的直流侧连接控制线圈的两端，可控整流器的交流侧连接交流电源；控制器，控制器的输入端连接电流传感器，控制器的输出端控制连接可控整流器的控制端。本发明基于磁路的原理，利用三相交流可调电抗器实现了谐波的消除，从而避免谐波量进入电网。

技术领域

本发明涉及一种三相交流可调电抗器及谐波治理装置，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

随着时代的飞速进步，科学技术的飞速发展，精密仪器、计算机等电气设备在信息化时代扮演者更加重要的地位和更广泛的应用，而这些产品的使用离不开电网的供电。现有的电力系统中，电力电子变流器由于可控性强，拓扑结构简单，可以快速高效的完成电压，频率等特性的变换，使得其占据着越来越重要的地位，越来越多的应用在当今的电力系统中。

电力电子变流器属于非线性设备的一种，非线性设备主要指在正弦供电电压下产生非正弦电流的设备，大体可以被分为三种类型：第一类是以具有强烈非线性特征的电弧为工作介质的设备，如气体放电灯、交流电弧炉和交流弧焊机等；第二类是指具有铁磁饱和特性的铁芯设备，如变压器和电抗器等；第三类是以电力电子元件为基础的开关电源设备，如各种电力电子变流设备(整流器、逆变器、变频器等)，相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等。

电气设备在使用时，除了需要可靠的供电，还对电能质量有着非常髙的要求。通常人们关注的电能质量问题主要集中在电压偏差，三相电压平衡、频率偏差和输出的可靠性，随着非线性负载比重的增大，使得电能质量的问题愈发突出。非线性电气设备(即非线性负载)的显著特点是它们从电网中取用非正弦电流，也就是说即使电源给这些非线性负载供给的是正弦波形的电压，但是由于它们有着电流不随电压同步变化的非线性的电压－电流特性，使得流过电网的电流是非正弦，这种电流波形由基波和与基波频率成整数倍和分数倍的谐波组成，即产生了谐波。非线性负载产生的谐波将会导致供电电压波形的畸变，劣化公共连接点(PCC)的供电质量，产生以下危害：

1.谐波电流进入电网后有发生谐振的潜在危险，谐振的后果将出现大范围、大幅度的过电压、过电流的问题，威胁了电力系统的安全运行。

2.高次谐波在电力系统中传递，将引起铜损和铁损增大，设备过热，产生噪声。

3.高次谐波的负序分量有可能使旋转设备产生反方向转矩，造成机械损伤和热耗。

4.高次谐波会使电器设备的绝缘水平受到威胁，介质损耗增加，充电电流增大，从而引起各种故障，对经济和生产造成巨大损失。

因此，需要对谐波进行治理，尤其在大功率变流器的使用场景下，必须对谐波进行抑制。为此，需要提出一种谐波治理的技术方案，以保证电网质量。

发明内容

本申请的目的在于提供一种三相交流可调电抗器及谐波治理装置，为消除电网中的谐波提出一种行之有效的技术方案。

为实现上述目的，本申请提出了一种谐波治理装置的技术方案，包括：

三相交流可调电抗器，包括铁芯、控制线圈、A相工作线圈、B相工作线圈和C相工作线圈；所述铁芯为EI型铁芯，包括三个垂直磁芯柱和两个水平磁芯柱；控制线圈缠绕在水平磁芯柱上；各工作线圈分别缠绕在铁芯的垂直磁芯柱上，且各工作线圈连接在非线性负载所在的电网中；

电流传感器，设置在电网中的非线性负载侧，以检测非线性负载的电流大小；

可控整流器，可控整流器的直流侧连接控制线圈的两端，可控整流器的交流侧连接交流电源；