并联型多目标短路电流故障限流器制造技术

本发明专利技术揭示了一种并联型多目标短路电流故障限流器，所述限流器通过开关S并联接在限流电抗器Lfcl和非线性负载之间；限流器包括依次连接的无源滤波器、基波谐振支路、有源电力滤波器；无源滤波器通过所述开关S并联接在限流电抗器Lfcl和非线性负载之间；基波谐振支路包括并联的电感L1、电容C1；所述有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件IGBT和直流支撑电容C构成。本发明专利技术将混合型有源电力滤波器与限流电抗器综合使用，设计出一种并联型多目标短路电流故障限流器，不仅补偿负载的谐波与无功电流，而且补偿串联限流电抗器带来无功损耗。此方法大大降低了APF的容量与系统的谐波电流与电压含量，并且具有良好的短路电流限制水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统
，涉及一种电流故障限流器，尤其涉及一种并联型多目标短路电流故障限流器。
技术介绍
随着我国电力系统负荷的迅速增长以及大容量机组的不断投入运行，电力系统的短路电流水平日益增加。为了满足短路电流提高所带来的更苛刻的要求，常规做法是在电网中串入短路限流电抗器。除此之外，现代电力负荷用电中电力电子技术日益普遍。这些电力电子变换设备几乎都离不开整流器的应用。传统的短路故障限流电抗器在电力系统发生短路故障时快速插入等值阻抗可以限制短路电流，但会造成正常情况下的无功损耗，必须另加无功补偿设备。综上所述，整流类负载造成的谐波与无功问题已成为电力系统电能质量的主要问题，本专利技术则为了解决上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种并联型多目标短路电流故障限流器，不仅可以补偿负载的谐波与无功电流，而且可以补偿串联限流电抗器带来无功损耗。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案—种并联型多目标短路电流故障限流器，所述限流器通过开关S并联接在限流电抗器Lfd和非线性负载之间；所述限流器包括依次连接的无源滤波器、基波谐振支路、有源电力滤波器；所述无源滤波器通过所述开关S并联接在限流电抗器Lftl和非线性负载之间；所述基波谐振支路包括并联的电感Lp电容C1 ； 所述有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件IGBT和直流支撑电容C 构成。作为本专利技术的一种优选方案，所述无源滤波器包括并联的5次单调滤波器、7次单调滤波器和高通滤波器。作为本专利技术的一种优选方案，所述5次单调滤波器包括串联的电容C5、电感L5。作为本专利技术的一种优选方案，所述7次单调滤波器包括串联的电容C7、电感L7。作为本专利技术的一种优选方案，所述高通滤波器包括串联的电容Ch、电感Lh。本专利技术的有益效果在于本专利技术提出的并联型多目标短路电流故障限流器，将混合型有源电力滤波器与限流电抗器综合使用，设计出一种并联型多目标短路电流故障限流器，不仅补偿负载的谐波与无功电流，而且补偿串联限流电抗器带来无功损耗。此方法大大降低了 APF的容量与系统的谐波电流与电压含量，并且具有良好的短路电流限制水平。附图说明图1为本专利技术限流器的主电路结构图。图2为本专利技术限流器的单相等效电路图。图3为本专利技术限流器的单相基波等效电路。图4为本专利技术限流器的单相电源谐波电压单独作用等效电路。图5为本专利技术限流器的负载谐波电流单独作用单相等效电路。图6为本专利技术限流器的指令电流运算与直流侧电压控制环节图。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。实施例一本专利技术揭示了一种并联型多目标短路电流故障限流器，限流器系统的主电路结构如图1所示，补偿系统并联接在限流电抗器Lfcd和非线性负载之间，&为电源内部等效阻抗。电路主要由三个部分构成大容量的无源滤波器(包括5次、7次和高通)、小容量的有源滤波器以及Lp C1构成的基波谐振支路。有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件IGBT和直流支撑电容C构成。L1W1用来分流基波无功电流。谐波源为带阻感负载的三相桥式整流电路。APF等效为受控电流源。当系统正常运行时，开关S闭合，限流电抗器 Lfcl串联在线路上，混合型有源电力滤波器补偿无功与谐波。如果系统在负荷侧发生短路， 则开关S断开，限流电抗器Lfcd相当于一个大负载串联大电路，使故障电流受到限制。从主电路图中可以看出无源滤波器滤除了系统的主要谐波，所以APF仅承受较小的谐波电压和谐波电流，故其容量大大降低。本系统中通过检测负载电流的谐波成分，将有源滤波器控制为受控电流源iAPF。单相等效电路如图2所示，电压源Vs分解为基波电压分量Vsf和谐波电压分量Vsh ；负载电流分解为基波电流分量、和谐波电流分量kh，&为电源内部等效阻抗；Lfcl为短路限流电抗器；Lf、Cf分别为5次、7次单调滤波器和高通滤波器的总电感和总电容；Lp C1分别为基波谐振支路的电感和电容。有源滤波器电流iAPF = k*iLh(1)根据叠加原理，将电路分解为三部分，电源基波电压和负载基波电流的等效电路， 电源谐波电压的等效电路和负载谐波电流的等效电路1基波等效电路如图3所示为基波等效电路图，由于有源滤波器仅输出谐波电流，所以在电源基波电压和负载基波电流作用下，相当于开路；基波谐振支路在基波下处于谐振状态，可看作短路，其电压为零。从电路中可以看出，在基波下，滤波器相当于无功补偿器，起到补偿固定无功的作用。限流电抗器相当于一个线性电抗接到电路中，只消耗无功。电源输出电流为基波电流。iSH = 02电源谐波电压单独作用等效电路如图4所示，由于只考虑电源谐波电压，所以iAPF = kiLh = 0。将Lp C1看作\。 Lf、Cf看作ZF，系统谐波电流iSH表达式为权利要求1.一种并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于，所述限流器通过开关S并联接在限流电抗器Lfd和非线性负载之间；所述限流器包括依次连接的无源滤波器、基波谐振支路、有源电力滤波器； 所述无源滤波器通过所述开关S并联接在限流电抗器Lfd和非线性负载之间； 所述基波谐振支路包括并联的电感Lp电容C1 ；所述有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件IGBT和直流支撑电容C构成。2.根据权利要求1所述的并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于 所述无源滤波器包括并联的5次单调滤波器、7次单调滤波器和高通滤波器。3.根据权利要求2所述的并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于 所述5次单调滤波器包括串联的电容C5、电感L5。4.根据权利要求2所述的并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于 所述7次单调滤波器包括串联的电容C7、电感L7。5.根据权利要求2所述的并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于 所述高通滤波器包括串联的电容Ch、电感Lh。全文摘要本专利技术揭示了一种并联型多目标短路电流故障限流器，所述限流器通过开关S并联接在限流电抗器Lfcl和非线性负载之间；限流器包括依次连接的无源滤波器、基波谐振支路、有源电力滤波器；无源滤波器通过所述开关S并联接在限流电抗器Lfcl和非线性负载之间；基波谐振支路包括并联的电感L1、电容C1；所述有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件IGBT和直流支撑电容C构成。本专利技术将混合型有源电力滤波器与限流电抗器综合使用，设计出一种并联型多目标短路电流故障限流器，不仅补偿负载的谐波与无功电流，而且补偿串联限流电抗器带来无功损耗。此方法大大降低了APF的容量与系统的谐波电流与电压含量，并且具有良好的短路电流限制水平。文档编号H02J3/18GK102208803SQ20111014860公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日专利技术者林春花, 申燕飞, 白洁 申请人:上海理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种并联型多目标短路电流故障限流器，其特征在于，所述限流器通过开关Ｓ并联接在限流电抗器Ｌｆｃｌ和非线性负载之间；所述限流器包括依次连接的无源滤波器、基波谐振支路、有源电力滤波器；所述无源滤波器通过所述开关Ｓ并联接在限流电抗器Ｌｆｃｌ和非线性负载之间；所述基波谐振支路包括并联的电感Ｌ１、电容Ｃ１；所述有源电力滤波器主电路是由全控型电力半导体器件ＩＧＢＴ和直流支撑电容Ｃ构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白洁，申燕飞，林春花，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31