直流电力滤波的方法
专利名称：直流电力滤波的方法
技术领域：
本发明涉及直流电力滤波的方法。
背景技术：
谐波负荷电流是由非线性负荷所产生的。很多电网中谐波是由把交流转换为直流的设备 产生，如整流设备、轧机、电弧炉等。 一方面，随着经济的发展，产生谐波的设备类型及数 量急剧增长；另一方面，随着以计算机为代表的敏感设备的普及应用，对于公用电网的供电 质量要求越来越高，许多国家和地区制定了各自的谐波标准，用以限制供电系统及用电设备 的谐波污染。
交流谐波的危害性很大，主要有对邻近弱电系统和并联运行的晶闸管装置产生干扰； 使发电机的容许负荷降低；使变压器的噪声增高、功率损失增大；使接入交流系统的电容器 过载；引起电器的附加发热；在三相四线电路中谐波可使中性线过载；使感应电动机转速发 生周期性变动，并使其功率损失(铁损、铜损)增加，使可感器的精确度降级；影响电子计算 机的工作；危害电缆寿命加速电缆老化。
目前对于谐波的治理包括
1、 设置动态无功补偿装置，以提高供电系统承受谐波的能力
在技术经济分析可行的条件下，可以在谐波源处设置动态无功补偿装置，包括静止无功 补偿装置(SVC-Static Var Compensator)或更先进的静止同步补偿装置(STATC0M Static Synchronous Compensator)，以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系 统谐波、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等，提高供电系 统承受谐波的能力。
2、 设置无源滤波装置，以便滤除谐波
采用无源元件，包括电容器、电抗器和电阻器组成的调谐滤波装置，滤除谐波，减轻谐 波对电气设备的危害。
3、 采用有源滤波装置消除谐波
利用可关断电力电子器件产生与负荷电流中的谐波分量大小相等，相位相反的电流来消 除谐波。
上述各类方法对于消除谐波都有一定的效果，但是所用设备造价昂贵，动辄几百万甚至 几千万， 一般用户难以承受
发明内容
3本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种电力滤波方法，性能优于有源滤 波的效果，其方法可靠、设备简单、易于制造、运行维护简单方便、成本低。 本发明解决技术问题所采用的技术方案是
本发明直流电力滤波方法的特点是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进 线中，在所述变流器的二次侧跨接电感L，所述电感L对频率f的非直流量的阻抗为Zf =2兀
化在所述变流器的 一次顶U，对于直流阻值为0，对于频率f的非直流量的等效阻抗为Zf/n2，
以其通直流、阻交流的形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。
本发明直流电力滤波方法的特点也在于在电感L上并联用于消耗交流的电阻元件。 图2所示为本发明滤波工作原理，其中，ZLQ为整流装置，BLQ为变流器，L为电感，
FH为负荷。
ZLQ整流装置输出的直流电流，经过变流器BLQ时，由于在变流器BLQ的铁芯上不产生 变化的磁场，故在变流器BLQ的二次侧无电流输出，故电感L对直流不存在阻碍作用，也就 是说对丁直流，变流器L的一次侧阻值为0;
对于ZLQ整流装置输出的非直流电流，由于在变流器BLQ的铁芯上产生变化的磁场，故 在变流器BLQ的二次侧有电流输出，故电感L对非直流存在阻碍作用，也就是说对于非直流， 变流器L的一次侧阻值不为0。
电感L对频率f的非直流量，其阻抗值为Z,;2兀fL;在变流器的一次侧，对于直流阻值
为0，对频率f的非直流量等效阻抗值为Zf/n2，通直流阻交流，从而抑制谐波串入到三相交 流系统，实现全频段电力滤波。
图1为本发明方法的滤波原理图。 图2为本发明方法的滤波工作原理图。 图3为本发明另一具体实施方式
电路原理图。 图4为本发明方法中变流器一次侧阻值-频率关系图 以下通过具体实施方式
，对本发明方法及设备作进一步说明
具体实施例方式
实施例1:
如图l、图2所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1， 变流器的二次侧接有电感L， 50Hz频率的阻值为ZW=20Q ，对丄00Hz频率的阻值为Z,。(尸40Q ，对150Hz频率的阻值为Z15。=60 Q ,对350Hz频率的阻值为Z3。。=140 Q ，对550Hz频率的阻值 为Z55。=220 Q ， BLQ —次侧的阻值分别为50Hz频率的阻值20 Q ， 100Hz频率的阻值40 Q ， 150Hz频率的阻值60 Q ， 350Hz频率的阻值140 Q ，对550Hz频率的阻值为220 Q 。而对于 直流阻值为0。
通常整流装置与负荷回路中的阻值仅有零点几欧姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量电流的幅值大为降低，从而达到滤波的目的，频率越高的非直流量，阻值越高， 滤波效果越好。
实施例2:
图2所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1，变流器的 二次侧接有电感L， 50Hz频率的阻值为Z5。=40Q ，对100Hz频率的阻值为Z,。。=80Q ，对150Hz 频率的阻值为Z15。=120 Q ，对350Hz频率的阻值为Z =280 Q ，对550Hz频率的阻值为Z55。=440 Q， BLQ—次侧的阻值分别为50Hz频率的阻值40Q， 100Hz频率的阻值80 Q , 150Hz频率 的阻值120 Q ， 350Hz频率的阻值280 Q ，对550Hz频率的阻值为440 Q 。而对于直流阻值为 0。
通常整流装置与负荷回路中的阻值仅有零点几欧姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量电流的幅值大为降低，从而达到滤波的目的，频率越高的非直流量，阻值越高， 滤波效果越好。
实施例3:
如图3所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1， R为电 阻与电感L并联，阻值为150 Q ，变流器的二次侧接有电感L, 50HZ频率的阻值为Z5。=40 Q ， 对100Hz频率的阻值为ZW。=80Q ，对150Hz频率的阻值为Z15。=120Q ，对350Hz频率的阻值 为Z3。 =280Q ，对550Hz频率的阻值为Z55。=440Q 。 BLQ —次侧的阻值分别为50Hz频率的 阻值40 Q ， 100Hz频率的阻值80 Q ， 150Hz频率的阻值120 Q ， 350Hz频率的阻值150 Q ， 对550Hz频率的阻值为150 Q 。而对于直流阻值为0。
由于电感L两端并联了电阻R，当Z》R值时，在变流器BLQ的一次侧的阻值不再变化， R的作用为消耗非直流量的能量。
图4所示为变流器一次侧阻值-频率关系图，变流器一次侧阻值与非直流量的频率成正 比，频率越高，变流器一次侧阻值越大，滤波效果越好。
权利要求
1、直流电力滤波的方法，其特征是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进线中，在所述变流器的二次侧跨接电感L，所述电感L对频率f的非直流量的阻抗为Zf＝2πfL；在所述变流器的一次侧，对于直流阻值为0，对于频率f的非直流量的等效阻抗为Zf/n2，以其通直流、阻交流的形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。
2、 根据权利要求1所述的直流电力滤波的方法，其特征是在所述电感L上并联用于消 耗交流的电阻元件。
全文摘要
直流电力滤波的方法，其特征是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进线中，在变流器的二次侧跨接电感L，电感L对频率f的非直流量的阻抗为Z<sub>f</sub>＝2πfL；在变流器的一次侧，对于直流阻值为0，对频率f的非直流量等效阻抗为Z<sub>f</sub>/n<sup>2</sup>，是以其通直流阻交流形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。本发明电力滤波方法超过有源滤波的效果，其方法可靠、设备简单、易于制造、运行维护简单方便、成本低。
文档编号H02J1/02GK101577424SQ20091011692
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者张安斌 申请人:张安斌
技术领域：
本发明涉及直流电力滤波的方法。
背景技术：
谐波负荷电流是由非线性负荷所产生的。很多电网中谐波是由把交流转换为直流的设备 产生，如整流设备、轧机、电弧炉等。 一方面，随着经济的发展，产生谐波的设备类型及数 量急剧增长；另一方面，随着以计算机为代表的敏感设备的普及应用，对于公用电网的供电 质量要求越来越高，许多国家和地区制定了各自的谐波标准，用以限制供电系统及用电设备 的谐波污染。
交流谐波的危害性很大，主要有对邻近弱电系统和并联运行的晶闸管装置产生干扰； 使发电机的容许负荷降低；使变压器的噪声增高、功率损失增大；使接入交流系统的电容器 过载；引起电器的附加发热；在三相四线电路中谐波可使中性线过载；使感应电动机转速发 生周期性变动，并使其功率损失(铁损、铜损)增加，使可感器的精确度降级；影响电子计算 机的工作；危害电缆寿命加速电缆老化。
目前对于谐波的治理包括
1、 设置动态无功补偿装置，以提高供电系统承受谐波的能力
在技术经济分析可行的条件下，可以在谐波源处设置动态无功补偿装置，包括静止无功 补偿装置(SVC-Static Var Compensator)或更先进的静止同步补偿装置(STATC0M Static Synchronous Compensator)，以获得补偿负荷快速变动的无功需求、改善功率因数、滤除系 统谐波、减少向系统注入谐波电流、稳定母线电压、降低三相电压不平衡度等，提高供电系 统承受谐波的能力。
2、 设置无源滤波装置，以便滤除谐波
采用无源元件，包括电容器、电抗器和电阻器组成的调谐滤波装置，滤除谐波，减轻谐 波对电气设备的危害。
3、 采用有源滤波装置消除谐波
利用可关断电力电子器件产生与负荷电流中的谐波分量大小相等，相位相反的电流来消 除谐波。
上述各类方法对于消除谐波都有一定的效果，但是所用设备造价昂贵，动辄几百万甚至 几千万， 一般用户难以承受
发明内容
3本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种电力滤波方法，性能优于有源滤 波的效果，其方法可靠、设备简单、易于制造、运行维护简单方便、成本低。 本发明解决技术问题所采用的技术方案是
本发明直流电力滤波方法的特点是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进 线中，在所述变流器的二次侧跨接电感L，所述电感L对频率f的非直流量的阻抗为Zf =2兀
化在所述变流器的 一次顶U，对于直流阻值为0，对于频率f的非直流量的等效阻抗为Zf/n2，
以其通直流、阻交流的形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。
本发明直流电力滤波方法的特点也在于在电感L上并联用于消耗交流的电阻元件。 图2所示为本发明滤波工作原理，其中，ZLQ为整流装置，BLQ为变流器，L为电感，
FH为负荷。
ZLQ整流装置输出的直流电流，经过变流器BLQ时，由于在变流器BLQ的铁芯上不产生 变化的磁场，故在变流器BLQ的二次侧无电流输出，故电感L对直流不存在阻碍作用，也就 是说对丁直流，变流器L的一次侧阻值为0;
对于ZLQ整流装置输出的非直流电流，由于在变流器BLQ的铁芯上产生变化的磁场，故 在变流器BLQ的二次侧有电流输出，故电感L对非直流存在阻碍作用，也就是说对于非直流， 变流器L的一次侧阻值不为0。
电感L对频率f的非直流量，其阻抗值为Z,;2兀fL;在变流器的一次侧，对于直流阻值
为0，对频率f的非直流量等效阻抗值为Zf/n2，通直流阻交流，从而抑制谐波串入到三相交 流系统，实现全频段电力滤波。
图1为本发明方法的滤波原理图。 图2为本发明方法的滤波工作原理图。 图3为本发明另一具体实施方式
电路原理图。 图4为本发明方法中变流器一次侧阻值-频率关系图 以下通过具体实施方式
，对本发明方法及设备作进一步说明
具体实施例方式
实施例1:
如图l、图2所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1， 变流器的二次侧接有电感L， 50Hz频率的阻值为ZW=20Q ，对丄00Hz频率的阻值为Z,。(尸40Q ，对150Hz频率的阻值为Z15。=60 Q ,对350Hz频率的阻值为Z3。。=140 Q ，对550Hz频率的阻值 为Z55。=220 Q ， BLQ —次侧的阻值分别为50Hz频率的阻值20 Q ， 100Hz频率的阻值40 Q ， 150Hz频率的阻值60 Q ， 350Hz频率的阻值140 Q ，对550Hz频率的阻值为220 Q 。而对于 直流阻值为0。
通常整流装置与负荷回路中的阻值仅有零点几欧姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量电流的幅值大为降低，从而达到滤波的目的，频率越高的非直流量，阻值越高， 滤波效果越好。
实施例2:
图2所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1，变流器的 二次侧接有电感L， 50Hz频率的阻值为Z5。=40Q ，对100Hz频率的阻值为Z,。。=80Q ，对150Hz 频率的阻值为Z15。=120 Q ，对350Hz频率的阻值为Z =280 Q ，对550Hz频率的阻值为Z55。=440 Q， BLQ—次侧的阻值分别为50Hz频率的阻值40Q， 100Hz频率的阻值80 Q , 150Hz频率 的阻值120 Q ， 350Hz频率的阻值280 Q ，对550Hz频率的阻值为440 Q 。而对于直流阻值为 0。
通常整流装置与负荷回路中的阻值仅有零点几欧姆的阻值，由于在其中增加很大的阻 值，非直流量电流的幅值大为降低，从而达到滤波的目的，频率越高的非直流量，阻值越高， 滤波效果越好。
实施例3:
如图3所示，ZLQ为三相整流装置，FH为负荷，BLQ为变流器，其变比为1: 1， R为电 阻与电感L并联，阻值为150 Q ，变流器的二次侧接有电感L, 50HZ频率的阻值为Z5。=40 Q ， 对100Hz频率的阻值为ZW。=80Q ，对150Hz频率的阻值为Z15。=120Q ，对350Hz频率的阻值 为Z3。 =280Q ，对550Hz频率的阻值为Z55。=440Q 。 BLQ —次侧的阻值分别为50Hz频率的 阻值40 Q ， 100Hz频率的阻值80 Q ， 150Hz频率的阻值120 Q ， 350Hz频率的阻值150 Q ， 对550Hz频率的阻值为150 Q 。而对于直流阻值为0。
由于电感L两端并联了电阻R，当Z》R值时，在变流器BLQ的一次侧的阻值不再变化， R的作用为消耗非直流量的能量。
图4所示为变流器一次侧阻值-频率关系图，变流器一次侧阻值与非直流量的频率成正 比，频率越高，变流器一次侧阻值越大，滤波效果越好。
权利要求
1、直流电力滤波的方法，其特征是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进线中，在所述变流器的二次侧跨接电感L，所述电感L对频率f的非直流量的阻抗为Zf＝2πfL；在所述变流器的一次侧，对于直流阻值为0，对于频率f的非直流量的等效阻抗为Zf/n2，以其通直流、阻交流的形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。
2、 根据权利要求1所述的直流电力滤波的方法，其特征是在所述电感L上并联用于消 耗交流的电阻元件。
全文摘要
直流电力滤波的方法，其特征是以变比为n的变流器的一次侧串入被滤波单元的进线中，在变流器的二次侧跨接电感L，电感L对频率f的非直流量的阻抗为Z<sub>f</sub>＝2πfL；在变流器的一次侧，对于直流阻值为0，对频率f的非直流量等效阻抗为Z<sub>f</sub>/n<sup>2</sup>，是以其通直流阻交流形式抑制谐波串入到三相交流系统，实现全频段电力滤波。本发明电力滤波方法超过有源滤波的效果，其方法可靠、设备简单、易于制造、运行维护简单方便、成本低。
文档编号H02J1/02GK101577424SQ20091011692
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者张安斌 申请人:张安斌
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