交直流变换节能滤波低噪音集成系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，包括交流电源、整流变压器、整流器、直流负载和调谐与功补装置，所述的整流变压器的高压网侧绕组与交流电源相接，整流变压器的低压阀侧绕组接整流器的输入端，整流器的输出端接直流负载，整流变压器还包括设置在高压网侧绕组和低压阀侧绕组之间的屏蔽绕组，屏蔽绕组接调谐与功补装置。该交直流变换节能滤波低噪音集成系统能有效屏蔽谐波，起到节能环保的作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，属于能实现高效环保型交直流电能变换的关键技术与装备，可广泛应用于化工、冶金、钢铁等需要交直流电能变换的工业用户，地铁牵引及配电网交直流电能变换系统，以及高压/超高压直流输电换流站。
技术介绍
由于电力电子整流装置的特性，交直流电能变换系统中均存在谐波污染严重、损耗大、运行效率低、振动及噪音大等问题，造成一定程度的电能浪费。并且，谐波电流流入电网侧，对电网也造成一定的污染，影响电网的安全经济运行，严重时会造成继电保护误动， 并对邻近的通信系统形成干扰。传统解决方法主要有两种一种是采用多重化整流的方案，通过增加移相变压器， 或者在整流变压器一次侧配置移相绕组，实现多重化整流。该方法虽能在一定程度上解决上述的一些问题，但由于增加了移相变压器或移相绕组，使得变压器部分材料利用率降低， 初期投资成本增加；由于多重化整流，使得电力电子变流装置(晶闸管、可控硅、二极管等) 在工作周期内导通的时间减少，降低了设备使用率；并且，多重化整流使得整个交直流变换系统的电气接线变得复杂，多个整流单元需要协调工作，这给控制带来了一定的难度，降低了交直流变换系统运行的可靠性。另一种方法是采用谐波抑制与无功补偿技术，这同样能在一定程度上解决上述一些问题，但由于滤波与功补装置一般并接于电网侧，滤波效果受系统阻抗的影响较大，容易与系统阻抗发生串/并联谐振，引起某些次谐波电流的放大，这同样会对电网的安全经济运行造成消极影响。不仅如此，上述两种方法都只是被动式地解决谐波与无功对电网的不良影响，至于谐波与无功对直流电站本身带来的危害却没有得到任何的改善。由于电力电子整流器的非线性而产生的谐波与无功在交直流电能变换系统主电气设备中自由流通，这势必会造成一定程度上的运行损耗，缩短了主设备的使用寿命，并且使得整个交直流电能变换系统的噪音增大，效率降低。
技术实现思路
为了解决交直流电能变换系统损耗大、效率低、谐波大、噪音大、振动大等问题，本技术所要解决的技术问题是提出一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，该交直流变换节能滤波低噪音集成系统能有效屏蔽谐波，起到节能环保的作用。本技术的技术解决方案如下一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，包括交流电源、整流变压器、整流器、 直流负载和调谐与功补装置，所述的整流变压器的高压网侧绕组与交流电源相接，整流变压器的低压阀侧绕组接整流器的输入端，整流器的输出端接直流负载，整流变压器还包括设置在高压网侧绕组和低压阀侧绕组之间的屏蔽绕组(即滤波绕组)，屏蔽绕组接调谐与功补装置。调谐与功补装置指滤波与无功补偿装置。在交流电源和整流变压器之间串联有有载调压变压器，或者，整流变压器的高压网侧绕组为有载调压型绕组。屏蔽绕组(滤波绕组)位于整流变压器高压网侧绕组和低压阀侧绕组之间，屏蔽绕组(滤波绕组)采用三角形接线，高压网侧绕组采用星形接线。交直流变换节能滤波低噪音集成系统还包括调谐与功补装置。整流器触发角在7° 10°范围内。调谐与功补装置由多个滤波器组成。有益效果本技术以实现系统综合节能为目标，优化配置交直流电能变换系统关键技术装备，其中，新型整流变压器采用多绕组结构型式，分为高压网侧绕组、屏蔽绕组(即滤波绕组)、低压阀侧绕组。屏蔽绕组布置在高压绕组和低压绕组之间，短路阻抗很小或者近似为0。通过在屏蔽绕组连接调谐与恒功率因数装置，实现对谐波的有效屏蔽以及高功率因数的恒定控制；阀侧绕组接整流器，通过整流变压器有载调压和整流器触发角的协调控制，实现直流电流的在线调节与控制，并且，在协调控制过程中确保整流器的触发角稳定在T 10°范围内，从而实现直流系统的高效率最优运行。本技术的交直流变换节能滤波低噪音集成系统不仅能提升系统的运行效率， 而且能实现高功率因数的恒定控制和良好的谐波屏蔽，降低站内主电气设备的电磁噪音， 起到节能环保的作用。本技术在提高直流电站运行效率的同时，实现高功率因数的恒定控制，并且将含量较大的谐波屏蔽在新型整流变压器的二次侧绕组，大大降低了整流变压器的谐波损耗，以及由高频分量所引起的振动与噪音。附图说明图1为交直流变换节能滤波低噪音集成系统的整体结构图。标号说明1.交流电源，2.新型整流变压器，3.整流器，4.直流负载，5.调谐与恒功率因数控制装置，6.调谐与功补装置，7.可控电抗器。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明实施例1 如图1，整流变压器采用三绕组结构型式，其高压网侧绕组采用星形接线，输入端接电网或者发电端(即交流电源)，其低压阀侧绕组输出端与整流器相连接，构成6脉波或 12脉波基本单元。而其屏蔽绕组(滤波绕组)采用三角形接线，布置在高压绕组和低压绕组之间，输出端接调谐与恒功率因数控制装置。整流器的输出端与直流负载相连接。特别说明的是，整流变压器的高压网侧绕组需要具备有载调压的能力，或者，在交流电源和新型整流变压器之间串联有载调压变压器，其作用是在保证整流器触发角在7° 10°范围内， 通过有载调压，调节新型整流变压器低压阀侧输出电压，从而起到在确保直流供电系统高效率运行的前提下，实现在一定范围内的恒直流电流控制。调谐与恒功率因数控制装置中的调谐与功补装置可由具有不同结构型式的感应滤波器感应滤波器为常用的滤波器，例如LC、SVC滤波器等组成，其作用是对由整流器产生的主要谐波电流加以调谐引流，使之与高压网侧隔离屏蔽，并且，调谐与功补装置的无功补偿容量按额定工况下整流器的无功需求加以设计，再按最小运行损耗的无功分配原则，分配到调谐与功补装置中的各次调谐与功补装置中去。可控电抗器可输出动态连续的感性无功补偿量，其作用是在非额定工况下， 若调谐与功补装置的无功补偿量出现过补，则通过可控电抗器在一定范围内动态平衡这部分过量的无功补偿容量，起到恒功率因数控制的目的。权利要求1.一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，包括交流电源、整流变压器、整流器、直流负载和调谐与功补装置，所述的整流变压器的高压网侧绕组与交流电源相接，整流变压器的低压阀侧绕组接整流器的输入端，整流器的输出端接直流负载，整流变压器还包括设置在高压网侧绕组和低压阀侧绕组之间的屏蔽绕组，屏蔽绕组接调谐与功补装置。2.根据权利要求1所述的交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，在交流电源和整流变压器之间串联有有载调压变压器或高压网侧绕组为有载调压型绕组。3.根据权利要求1所述的交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，屏蔽绕组采用三角形接线，高压网侧绕组采用星形接线。4.根据权利要求1所述的交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，还包括调谐功补装置。5.根据权利要求1所述的交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，整流器触发角在7° 10°范围内。6.根据权利要求1-5任一项所述的交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，调谐与功补装置由多个滤波器组成。专利摘要本技术公开了一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，包括交流电源、整流变压器、整流器、直流负载和调谐与功补装置，所述的整流变压器的高压网侧绕组与交流电源相接，整流变压器的低压阀侧绕组接整流器的输入端，整流器的输出端接直流负载，整流变压器还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种交直流变换节能滤波低噪音集成系统，其特征在于，包括交流电源、整流变压器、整流器、直流负载和调谐与功补装置，所述的整流变压器的高压网侧绕组与交流电源相接，整流变压器的低压阀侧绕组接整流器的输入端，整流器的输出端接直流负载，整流变压器还包括设置在高压网侧绕组和低压阀侧绕组之间的屏蔽绕组，屏蔽绕组接调谐与功补装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明玉，黄文涛，
申请(专利权)人：湖南华大电工高科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43