一种串联混合型有源电力滤波装置

摘要

本发明公开了一种串联混合型有源电力滤波装置，包括谐波电流检测单元、谐波补偿电流发生单元、串联变压器和无源滤波器。串联变压器自感标幺值很小，仅为0.1～10％，通过谐波电流补偿发生单元发出S个相同的谐波电流注入变压器S个相同的二次绕组中，该谐波电流与一次侧谐波电流相位相同，大小为(α×k)/S倍，则串联变压器对基波呈现较小的自感L₁，而对谐波电流呈现较大的电感L₁+αM，最终迫使谐波电流流入无源滤波器。若有源部分发生故障，通过开关将其切除，不会影响负载供电。由于串联变压器的开路接入，系统阻抗增大0.1～10％，仍有一定的滤波效果。该装置不需要LC基波谐振电路，有源部分和串联变压器二次侧容量都很小，降低了成本，且具有较好的滤波效果。

主权项

1、一种串联混合型有源电力滤波装置，它包括谐波电流检测单元(I)、谐波补偿电流发生单元(II)、串联变压器(III)和无源滤波器(IV)；其特征在于：谐波电流检测单元(I)由三个电流互感器(CT1A，CT1B，CT1C)和谐波电流提取环节(2)组成；三个电流互感器(CT1A，CT1B，CT1C)分别串联在电网三相母线(1)上，用来检测系统三相母线电流i1A、i1B和i1C，其输出为三相母线电流信号i1As、i1Bs和i1Cs，将其传送至谐波电流提取环节(2)；谐波电流提取环节(2)根据收到的电网三相母线电流信号i1As、i1Bs 和i1Cs，计算出电网三相母线电流信号中的谐波分量i1Ahs、i1Bhs和i1Chs，并传送至谐波补偿电流发生单元(II)；谐波补偿电流发生单元(II)包括S个相同的谐波补偿电流发生子单元(II’)，各谐波补偿电流发生子单元(II’)均由谐波电流发生环节(3)和开关(4)组成；谐波电流发生环节(3)接收谐波电流提取环节(2)输出的电网三相母线谐波电流信号i1Ahs、i1Bhs和i1Chs，进行电流闭环控制，产生补偿谐波电流i2A，i2B和i2C；并且补偿谐波电流i2A，i2B，i2C分别与电网三相母线谐波电流i1Ah、i1Bh、i1Ch满足条件①；在开关(4)闭合时，补偿谐波电流i2A，i2B，i2C通过闭合的开关(4)输出至串联变压器(III)；i2A＝(α×k)i1Ah/S，i2B＝(α×k)i1Bh/S，i2C＝(α×k)i1Ch/S ①其中，α为谐波补偿倍数，1<α<10，且α为实数，S为串联变压器二次侧绕组个数，其取值范围为1～500，k为串联变压器变比；串联变压器(III)的一次侧绕组串联在电网母线(1)上，以负载用户的主变压器阻抗为基值，其一次侧绕组自感的标幺值为0.1～10％，其二次侧含有S个绕组，该S个绕组与S个相同的谐波补偿电流发生子单元(II’)中的开关(4)相连，分别接收其输出谐波电流i2A，i2B和i2C；开关(4)断开时，串联变压器(III)开路串入系统；无源滤波器(IV)并联接入电网母线(1)上，介于串联变压器(III)和非线性负载(5)之间，非线性负载(5)的谐波电流流入无源滤波器(IV)。