[发明专利]一种全调谐滤波装置

说明书

本发明公开了一种全调谐滤波装置，第一电感L1和第二电感L2异名端相连，连接点接滤波支路；所述滤波支路包括熔断器、低压滤波电容器和低压滤波电抗器；熔断器输入端连接于平衡电抗器的异名端连接点处，熔断器输出端连接低压滤波电容器输入端，所述低压滤波电容器输出端连接低压滤波电抗器输入端；放电电阻与各次滤波支路并联，所述放电电阻的输入端连接平衡电抗器第一电感L1的输出端与负载，放电电阻的输出端连接低压滤波电抗器输出端；本发明实现谐波滤除率大于95％，并且成本低、可靠性高，容量大，可以应用在低频域，也可应用在高压、高频、大功率的场合，滤波效果受电网波动的影响也比较小。

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种全调谐滤波装置。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，工业系统中大量采用可控硅技术及其硅整流设备、换流逆变设备，这些非线性负荷在系统中产生大量谐波，从而影响了电能质量并造成经济损失。谐波的危害较多，对电力系统的主要危害如下：

(1)对旋转设备和变压器的主要危害是引起附加损耗和发热增加，导致局部过热、绝缘老化，缩短设备使用寿命。此外谐波还会引起旋转设备和变压器振动并发出噪声，长时间的振动会造成金属疲劳和机械损坏。

(2)谐波对线路的主要危害是引起附加损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用效率。

(3)当谐波频率与系统的固有频率相等时，会产生并联谐振，使谐波放大几倍，甚至几十倍。当谐波引起系统谐振时，谐波电压升高，谐波电流增大，引起继电保护及自动本发明误动，损坏系统设备(如电力电缆等)，引发系统事故，威胁电力系统的安全运行。

(4)谐波会对邻近的通信系统造成明显的干扰，降低通信质量，增加电力系统的功率损耗(如线损)，使无功补偿设备不能正常运行等,给系统和用户带来危害。

介于以上问题，所以对系统谐波的滤除十分必要，目前关于滤波主要有以下几种：

1、有源滤波器(APF)：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器)组成。有源滤波器自身就是谐波源。其依靠电力电子本发明，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等、相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。其优点是反映动作迅速，谐波滤除率可达到95％以上。缺点为价格高，容量小。由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟，所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。其运行可靠性也不及无源，它的通带范围受有源器件(如集成运算放大器)的带宽限制，需要直流电源供电，在高压、高频、大功率的场合不适用。

2、传统无源滤波器：是一种仅由无源元件(R、L和C)组成的滤波器，利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。无源滤波器通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路，这样谐波电流就不会流入系统。无源滤波器是目前广泛应用的电力滤波本发明，主要分为单调谐滤波器、双调谐滤波器和高通滤波器。无源滤波器的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大，不需要直流电源供电，可靠性高。缺点为谐波滤除率一般只有80％，滤波支路的阻抗匹配存在较大的困难，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用，滤波效果受电网情况的影响也比较大。

传统无源滤波器的滤波效果随系统运行情况而变化，特别是对交流电源的阻抗和频率的变化极其敏感，在这种情况下难以保证滤波效果。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种全调谐滤波装置，实现谐波滤除率大于95％，并且成本低、可靠性高，容量大，可以应用在低频域，也可应用在高压、高频、大功率的场合，滤波效果受电网波动的影响也比较小。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：