專利名稱：直流電力濾波的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電力濾波的方法。
背景技術(shù)：
諧波負荷電流是由非線性負荷所產(chǎn)生的。很多電網(wǎng)中諧波是由把交流轉(zhuǎn)換為直流的設(shè)備 產(chǎn)生，如整流設(shè)備、軋機、電弧爐等。 一方面，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù) 量急劇增長；另一方面，隨著以計算機為代表的敏感設(shè)備的普及應用，對于公用電網(wǎng)的供電 質(zhì)量要求越來越高，許多國家和地區(qū)制定了各自的諧波標準，用以限制供電系統(tǒng)及用電設(shè)備 的諧波污染。
交流諧波的危害性很大，主要有對鄰近弱電系統(tǒng)和并聯(lián)運行的晶閘管裝置產(chǎn)生干擾； 使發(fā)電機的容許負荷降低；使變壓器的噪聲增高、功率損失增大；使接入交流系統(tǒng)的電容器 過載；引起電器的附加發(fā)熱；在三相四線電路中諧波可使中性線過載；使感應電動機轉(zhuǎn)速發(fā) 生周期性變動，并使其功率損失(鐵損、銅損)增加，使可感器的精確度降級；影響電子計算 機的工作；危害電纜壽命加速電纜老化。
目前對于諧波的治理包括
1、 設(shè)置動態(tài)無功補償裝置，以提高供電系統(tǒng)承受諧波的能力
在技術(shù)經(jīng)濟分析可行的條件下，可以在諧波源處設(shè)置動態(tài)無功補償裝置，包括靜止無功 補償裝置(SVC-Static Var Compensator)或更先進的靜止同步補償裝置(STATC0M Static Synchronous Compensator)，以獲得補償負荷快速變動的無功需求、改善功率因數(shù)、濾除系 統(tǒng)諧波、減少向系統(tǒng)注入諧波電流、穩(wěn)定母線電壓、降低三相電壓不平衡度等，提高供電系 統(tǒng)承受諧波的能力。
2、 設(shè)置無源濾波裝置，以便濾除諧波
采用無源元件，包括電容器、電抗器和電阻器組成的調(diào)諧濾波裝置，濾除諧波，減輕諧 波對電氣設(shè)備的危害。
3、 采用有源濾波裝置消除諧波
利用可關(guān)斷電力電子器件產(chǎn)生與負荷電流中的諧波分量大小相等，相位相反的電流來消 除諧波。
上述各類方法對于消除諧波都有一定的效果，但是所用設(shè)備造價昂貴，動輒幾百萬甚至 幾千萬， 一般用戶難以承受
發(fā)明內(nèi)容
3本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提供一種電力濾波方法，性能優(yōu)于有源濾 波的效果，其方法可靠、設(shè)備簡單、易于制造、運行維護簡單方便、成本低。 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明直流電力濾波方法的特點是以變比為n的變流器的一次側(cè)串入被濾波單元的進 線中，在所述變流器的二次側(cè)跨接電感L，所述電感L對頻率f的非直流量的阻抗為Zf =2兀
化在所述變流器的 一次頂U，對于直流阻值為0，對于頻率f的非直流量的等效阻抗為Zf/n2，
以其通直流、阻交流的形式抑制諧波串入到三相交流系統(tǒng)，實現(xiàn)全頻段電力濾波。
本發(fā)明直流電力濾波方法的特點也在于在電感L上并聯(lián)用于消耗交流的電阻元件。 圖2所示為本發(fā)明濾波工作原理，其中，ZLQ為整流裝置，BLQ為變流器，L為電感，
FH為負荷。
ZLQ整流裝置輸出的直流電流，經(jīng)過變流器BLQ時，由于在變流器BLQ的鐵芯上不產(chǎn)生 變化的磁場，故在變流器BLQ的二次側(cè)無電流輸出，故電感L對直流不存在阻礙作用，也就 是說對丁直流，變流器L的一次側(cè)阻值為0;
對于ZLQ整流裝置輸出的非直流電流，由于在變流器BLQ的鐵芯上產(chǎn)生變化的磁場，故 在變流器BLQ的二次側(cè)有電流輸出，故電感L對非直流存在阻礙作用，也就是說對于非直流， 變流器L的一次側(cè)阻值不為0。
電感L對頻率f的非直流量，其阻抗值為Z,;2兀fL;在變流器的一次側(cè)，對于直流阻值
為0，對頻率f的非直流量等效阻抗值為Zf/n2，通直流阻交流，從而抑制諧波串入到三相交 流系統(tǒng)，實現(xiàn)全頻段電力濾波。
圖1為本發(fā)明方法的濾波原理圖。 圖2為本發(fā)明方法的濾波工作原理圖。 圖3為本發(fā)明另一具體實施方式
電路原理圖。 圖4為本發(fā)明方法中變流器一次側(cè)阻值-頻率關(guān)系圖 以下通過具體實施方式
，對本發(fā)明方法及設(shè)備作進一步說明
具體實施例方式
實施例1:
如圖l、圖2所示，ZLQ為三相整流裝置，F(xiàn)H為負荷，BLQ為變流器，其變比為1: 1， 變流器的二次側(cè)接有電感L， 50Hz頻率的阻值為ZW=20Q ，對丄00Hz頻率的阻值為Z,。(尸40Q ，對150Hz頻率的阻值為Z15。=60 Q ,對350Hz頻率的阻值為Z3。。=140 Q ，對550Hz頻率的阻值 為Z55。=220 Q ， BLQ —次側(cè)的阻值分別為50Hz頻率的阻值20 Q ， 100Hz頻率的阻值40 Q ， 150Hz頻率的阻值60 Q ， 350Hz頻率的阻值140 Q ，對550Hz頻率的阻值為220 Q 。而對于 直流阻值為0。
通常整流裝置與負荷回路中的阻值僅有零點幾歐姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量電流的幅值大為降低，從而達到濾波的目的，頻率越高的非直流量，阻值越高， 濾波效果越好。
實施例2:
圖2所示，ZLQ為三相整流裝置，F(xiàn)H為負荷，BLQ為變流器，其變比為1: 1，變流器的 二次側(cè)接有電感L， 50Hz頻率的阻值為Z5。=40Q ，對100Hz頻率的阻值為Z,。。=80Q ，對150Hz 頻率的阻值為Z15。=120 Q ，對350Hz頻率的阻值為Z =280 Q ，對550Hz頻率的阻值為Z55。=440 Q， BLQ—次側(cè)的阻值分別為50Hz頻率的阻值40Q， 100Hz頻率的阻值80 Q , 150Hz頻率 的阻值120 Q ， 350Hz頻率的阻值280 Q ，對550Hz頻率的阻值為440 Q 。而對于直流阻值為 0。
通常整流裝置與負荷回路中的阻值僅有零點幾歐姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量電流的幅值大為降低，從而達到濾波的目的，頻率越高的非直流量，阻值越高， 濾波效果越好。
實施例3:
如圖3所示，ZLQ為三相整流裝置，F(xiàn)H為負荷，BLQ為變流器，其變比為1: 1， R為電 阻與電感L并聯(lián)，阻值為150 Q ，變流器的二次側(cè)接有電感L, 50HZ頻率的阻值為Z5。=40 Q ， 對100Hz頻率的阻值為ZW。=80Q ，對150Hz頻率的阻值為Z15。=120Q ，對350Hz頻率的阻值 為Z3。 =280Q ，對550Hz頻率的阻值為Z55。=440Q 。 BLQ —次側(cè)的阻值分別為50Hz頻率的 阻值40 Q ， 100Hz頻率的阻值80 Q ， 150Hz頻率的阻值120 Q ， 350Hz頻率的阻值150 Q ， 對550Hz頻率的阻值為150 Q 。而對于直流阻值為0。
由于電感L兩端并聯(lián)了電阻R，當Z》R值時，在變流器BLQ的一次側(cè)的阻值不再變化， R的作用為消耗非直流量的能量。
圖4所示為變流器一次側(cè)阻值-頻率關(guān)系圖，變流器一次側(cè)阻值與非直流量的頻率成正 比，頻率越高，變流器一次側(cè)阻值越大，濾波效果越好。
權(quán)利要求
1、直流電力濾波的方法，其特征是以變比為n的變流器的一次側(cè)串入被濾波單元的進線中，在所述變流器的二次側(cè)跨接電感L，所述電感L對頻率f的非直流量的阻抗為Zf＝2πfL；在所述變流器的一次側(cè)，對于直流阻值為0，對于頻率f的非直流量的等效阻抗為Zf/n2，以其通直流、阻交流的形式抑制諧波串入到三相交流系統(tǒng)，實現(xiàn)全頻段電力濾波。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電力濾波的方法，其特征是在所述電感L上并聯(lián)用于消 耗交流的電阻元件。
全文摘要
直流電力濾波的方法，其特征是以變比為n的變流器的一次側(cè)串入被濾波單元的進線中，在變流器的二次側(cè)跨接電感L，電感L對頻率f的非直流量的阻抗為Z<sub>f</sub>＝2πfL；在變流器的一次側(cè)，對于直流阻值為0，對頻率f的非直流量等效阻抗為Z<sub>f</sub>/n<sup>2</sup>，是以其通直流阻交流形式抑制諧波串入到三相交流系統(tǒng)，實現(xiàn)全頻段電力濾波。本發(fā)明電力濾波方法超過有源濾波的效果，其方法可靠、設(shè)備簡單、易于制造、運行維護簡單方便、成本低。
文檔編號H02J1/02GK101577424SQ20091011692
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者張安斌 申請人:張安斌