一种Y型链式网络无源滤波器制造技术

本发明专利技术提供一种Y型链式网络无源滤波器，涉及电力电子技术领域。该滤波器在现有链式滤波器的基础上增加了一个无感电阻组，使其中一个无感电阻与零线相连接，增强了滤波器结构的鲁棒性，能够使用较少的滤波支路实现对高次谐波的滤波，在有效地吸收电力系统的谐波电流的同时，减少了滤波器本身的能量损耗及由于谐波污染所产生的耗能。该装置在治理电力系统滤波污染方面起到重要的作用。

A Y-type Chain Network Passive Filter

【技术实现步骤摘要】
一种Y型链式网络无源滤波器
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种Y型链式网络无源滤波器。
技术介绍
目前，由于电力电子设备的应用日益普遍，工业、民用负荷产生的谐波数值大，频谱分布也很广泛，不但有常见的3、5、7、11次谐波，也有数值不小的偶次谐波和直到47次的高次谐波，导致滤波电路成本提高，同时谐波污染也会产生较大的能耗；此外，现有的滤波电路，对高次谐波进行滤波需要使用多组滤波电路同时进行滤波，导致滤波器结构稳定性差，同时也增加了滤波器本身的耗能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种Y型链式网络无源滤波器，有效地吸收电力系统的谐波电流，从而达到提高电能质量，减少由于谐波污染所产生的能耗。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种Y型链式网络无源滤波器，包括n个电容、n个电感和n-1个无感电阻组；其中，所有电容的一端相连接后接火线，所有电感的一端相连接后接零线，并且每个电容的另一端对应连接一个电感的另一端，形成n条串联支路；所述的无感电阻组设置在两个相邻的串联支路中间，包括三个无感电阻，其中两个无感电阻串联，且两个串联的无感电阻的一端连接于一条串联支路中电容与电感的交点，另一端连接于相邻串联支路中电容与电感的交点；第三个无感电阻的一端连接于两个串联电阻的交点，另一端连接于两个相邻的串联支路中两个电感的交点处。优选地，所述的n为整数，取值根据实际需求而定。优选地，所述的Y型链式网络无源滤波器中的各电容、电感和无感电阻的参数值根据要求的特征滤波频率以及每个滤波支数需要提供的无功功率确定。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术提供的一种Y型链式网络无源滤波器，在现有链式滤波器的基础上增加了一个无感电阻组，使其中一个无感电阻与零线相连接，增强了滤波器结构的鲁棒性，能够使用较少的滤波支路实现对高次谐波的滤波，在有效地吸收电力系统的谐波电流的同时，减少了滤波器本身的能量损耗及由于谐波污染所产生的耗能；同时在温度变化和电网系统频率变化时，不发生系统谐振及谐波放大，滤波补偿效果好且稳定性高，降低了变压器线损，净化了设备用电环境以延长其使用寿命，节能环保效果突出，可为用户大幅减少经济损失。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种Y型链式网络无源滤波器的电路结构图；图2为本专利技术实施例提供的两种滤波器的电路结构图，其中，(a)为5次和7次单调谐波支路并联所组成的滤波器，(b)为特征次数同为5次与7次的Y型链式滤波器；图3为本专利技术实施例提供的由两个单调谐滤波支路并联组成的滤波器与一个2次Y型滤波器的阻抗频率特性对比图；图4为本专利技术实施例提供的由两个单调谐滤波支路并联组成的滤波器与一个2次Y型滤波器的阻抗的虚部的频率特性对比图；图5为本专利技术实施例提供的两个并联的单调谐滤波器的电流波形图，其中(a)为滤波器的总电流波形图，(b)为5次单调谐波支路的电流波形图，(c)为7次单调谐波支路的电流波形图；图6为本专利技术实施例提供的2个并联的单调谐滤波器电容器端电压的波形图，其中，(a)为电容C1的电压波形图，(b)电容C2的电压波形图；图7为本专利技术实施例提供的Y型滤波器及其各元件的电压或电流波形图，其中，(a)为2次Y型滤波器的总电流波形图，(b)为电容C1的电压波形图，(c)为电容C2的电压波形图，(d)为无感电阻R13的电流波形图；图8为本专利技术实施例提供的Y型滤波器各元件的电流波形图，其中，(a)为电感L1的电流波形图，(b)为电感L2的电流波形图，(c)为电阻R11的电流波形图，(d)为电阻R12的电流波形图；图9为本专利技术实施例提供的两种Y型链式滤波器的电路结构图，其中，(a)为2次Y型链式滤波器，(b)为3次Y型链式滤波器；图10为本专利技术实施例提供的滤波系统投入前后谐波变化的对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。一种Y型链式网络无源滤波器，如图1所示，包括n个电容、n个电感和n-1个无感电阻组；其中，所有电容的一端相连接后接火线，所有电感的一端相连接后接零线，并且每个电容的另一端对应连接一个电感的另一端，形成n条串联支路；所述的无感电阻组设置在两个相邻的串联支路中间，包括三个无感电阻，其中两个无感电阻串联，且两个串联的无感电阻的一端连接于一条串联支路中电容与电感的交点，另一端连接于相邻串联支路中电容与电感的交点；第三个无感电阻的一端连接于两个串联电阻的交点，另一端连接于两个相邻的串联支路中两个电感的交点处。各电容、电感和无感电阻的参数值根据要求的特征滤波频率以及每个每个滤波支数需要提供的无功功率确定。所述的n为整数，取值根据实际需求而定。实施例一：本实施例提供了如图2所示的2个分别为5次和7次单调谐波支路并联所组成的滤波器与一个特征次数同为5次与7次的Y型链式滤波器的阻抗频率特性进行比较，两个滤波器中各元件的参数值具体为：C1＝C2＝C11＝C12＝628.7603微法，L1＝0.6446豪亨，L2＝0.3288661豪亨，L11＝0.6394豪亨，L12＝0.329011豪亨，R11＝17.9954欧，R12＝12.19525欧，R13＝3.7436欧；两个滤波器的阻抗的频率特性分别如图3和图4所示，图中，曲线2表示Y型滤波器的频率特性，曲线1表示2个单调谐波支路并联所组成的滤波器的频率特性，从图中可以看出，本专利技术的Y型链式滤波器不但在其特征频率(5次250HZ、7次350HZ)有很小的阻抗，即有很强的滤波作用，它也避免了单调谐滤波线路在2个特征频率(250HZ、350HZ)之间产生的严重谐波放大。本实施例用如图2所示的由二个单调谐滤波支路并联组成的滤波器与Y型滤波器在电压为380V，合闸电压相位为90°(电压为峰值)的条件下，计算它们的电磁过渡过程，计算结果如图5、图6、图7、图8所示，从图5、图6可以看出单调谐滤波器合闸的过渡过程要持续到1.5秒方能达到稳态，从图7、图8可以看出Y型滤波器合闸的过渡过程只需0.12秒就已结束。Y型滤波器在接入系统时能很快阻止合闸所产生的冲击，使电路中各元件的电流、电压很快就进入稳态值，这不但减少了合闸对系统的不利影响也有利于设备的长期安全运行。实施例二：本实施例以一台容量为630KVA，变比为10KV/0.4KV的变压器为例，采用如图9所示的3个n取2时的2次Y型滤波器和2个n取3时的3次Y型滤波器对该变压器产生的谐波电流进行滤波补偿，滤波器中各电容、电感和无感电阻的参数具体为：第一个2次Y型滤波器的电容值分别为C1＝C2＝1571.9007微法，电感值为L1＝0.7438豪亨、L2＝0.4196豪亨，R11＝25.3500欧、R12＝18.1138欧、R13＝5.3895欧；第二个2次Y型滤波器的电容值分别为C1＝943.1404微法、C2＝2829.4213微法，电感值为L1＝1.2380豪亨、L2＝0.1492豪亨，R11＝50.1589欧、R12＝11.5656欧、R13＝7.6538欧；第三个2次Y型滤波器的电容值分别为C1＝1886.2808微法、C2＝2829.4213微法，电感值为L1＝0.2231豪亨、L2＝0.0761豪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Y型链式网络无源滤波器，其特征在于：包括n个电容、n个电感和n‑1个无感电阻组；其中，所有电容的一端相连接后接火线，所有电感的一端相连接后接零线，并且每个电容的另一端对应连接一个电感的另一端，形成n条串联支路；所述的无感电阻组设置在两个相邻的串联支路中间，包括三个无感电阻，其中两个无感电阻串联，且两个串联的无感电阻的一端连接于一条串联支路中电容与电感的交点，另一端连接于相邻串联支路中电容与电感的交点；第三个无感电阻的一端连接于两个串联电阻的交点，另一端连接于两个相邻的串联支路中两个电感的交点处。

【技术特征摘要】
1.一种Y型链式网络无源滤波器，其特征在于：包括n个电容、n个电感和n-1个无感电阻组；其中，所有电容的一端相连接后接火线，所有电感的一端相连接后接零线，并且每个电容的另一端对应连接一个电感的另一端，形成n条串联支路；所述的无感电阻组设置在两个相邻的串联支路中间，包括三个无感电阻，其中两个无感电阻串联，且两个串联的无感电阻的一端连接于一条串联支路中电容与电感的交点，另一端连接于相邻串联支路中电容与...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖惕，
申请(专利权)人：辽宁晋驰节能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21