三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，該裝置可用于：鐵路牽引供電網(wǎng)和普通直流、單相、三相供電系統(tǒng)。該濾波裝置由電容器C2和電抗器L串聯(lián)再與電容器C1并聯(lián)最后和電阻器R串聯(lián)組成。在鐵路牽引供電系統(tǒng)中連接在接觸線T和地之間；在單相供電系統(tǒng)中連接在相線和零線之間；三相供電系統(tǒng)中將三個(gè)該濾波裝置采用Y型接法或三角型與系統(tǒng)中三個(gè)相線相連。該裝置能有效的避免無功功率的對(duì)外交流；不會(huì)對(duì)基波電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生影響；因電容C2的存在，避免了因線路中存在因各種原因引起的直流分量造成電感飽和而引起的參數(shù)變化的情況。而且可以用于高壓直流輸電的直流環(huán)節(jié)濾波。該濾波裝置有廣泛的應(yīng)用性。
【專利說明】三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣化鐵路供電和單相或者三相電力供電網(wǎng)高次諧波濾除【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)電氣化鐵路的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的交-直型電力機(jī)車被越來越多的交-直-交大功率高速電力機(jī)車所替代。傳統(tǒng)的交-直整流型電力機(jī)車，其整流器一般為晶閘管相控整流器，這使其從供電網(wǎng)獲得工頻電能運(yùn)行的同時(shí)向電網(wǎng)中注入諧波，其中以
3、5、7、9次等低頻段高次諧波為主。交-直-交電力機(jī)車采用脈寬調(diào)制(PWM)控制的四象限變流器，與傳統(tǒng)的交-直型電力機(jī)車相比，其功率因數(shù)接近為1，無需無功補(bǔ)償，低頻段的高次諧波得到了很好的抑制，但20次以上的高次諧波含量卻大大增加。高次諧波給交-直電力機(jī)車的正常運(yùn)行帶來了一系列問題，同時(shí)易引發(fā)電網(wǎng)諧振。為此，常常需安裝高通濾波器來濾除高次諧波。
[0003]用于濾除高次諧波常用的有一階、二階、三階和C型高通濾波器，一階高通高通濾波器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，運(yùn)行維護(hù)方便，缺點(diǎn)是工頻功率損耗大；二階高通濾波器濾波性能好，但是與三階相比，基波損耗還是比較高。三階高通濾波器比二階多一個(gè)電容，大大的減少了基波損耗，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參數(shù)設(shè)計(jì)困難。C型濾波器可大大減少基波損耗，但是其對(duì)基波頻率失諧參數(shù)漂移比較敏感。需注意的是，以上四種高通濾波器對(duì)外都有無功交流。對(duì)于功率因數(shù)接近于I的系統(tǒng)不需要額外的無功補(bǔ)償。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，它能有效的避免無功功率的對(duì)外交流，避免可能因電壓中存在直流分量而產(chǎn)生濾波器過流現(xiàn)象，避免基波下對(duì)原線路或裝置參數(shù)產(chǎn)生影響，提高供電質(zhì)量和線路運(yùn)行安全性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種三階阻基波高通濾波裝置，其特征在于:它由電容器C2和電抗器L串聯(lián)形成結(jié)構(gòu)一，結(jié)構(gòu)一再與電容器Cl并聯(lián)形成結(jié)構(gòu)二，結(jié)構(gòu)二與電阻R串聯(lián)形成裝置。
[0006]一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是單相供電網(wǎng)；它包括如上所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置的一端與相線相連，另一端接零線。
[0007]—種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是三相電力供電系統(tǒng)；它是由三個(gè)如上所述的三階阻基波高通濾波裝置通過Y型接法是與三相供電系統(tǒng)相連，即三階阻基波高通濾波裝置的電阻端連接在一起，三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置的另一端分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線相連。
[0008]一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是三相電力供電系統(tǒng)；它是由三個(gè)如上所述的三階阻基波高通濾波裝置通過三角型接法是與三相供電系統(tǒng)相連，即三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置相互連接構(gòu)成封閉的三角形，三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置之間的連接點(diǎn)分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線相連。
[0009]一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是直流供電網(wǎng)；它包括如上所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置一端與直流正端相連，另一端與負(fù)端相連。
[0010]本發(fā)明的工作原理:在指定頻率(如工頻)下電容器C2電抗器L的串聯(lián)支路與電容Cl發(fā)生并聯(lián)諧振，不對(duì)外交流無功功率。因電容C2的存在，也避免了因線路中存在直流分量和直流脈動(dòng)分量而產(chǎn)生裝置過電流現(xiàn)象。本裝置在高頻下具有高通性并且對(duì)高次諧波起到阻尼性，在低頻段的阻抗頻率曲線下降的比較快，對(duì)低頻段的高次諧波的阻尼作用也優(yōu)于傳統(tǒng)高通濾波器。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是:
1、在指定的頻率下，對(duì)外沒有無功功率的交流，不會(huì)因?yàn)闉V波器的接入影響系統(tǒng)的無功功率。
[0012]2、在指定的頻率下，沒有該次頻率的電流流過電阻R，不會(huì)因?yàn)闉V波器的接入產(chǎn)生相應(yīng)的有功功率消耗。
[0013]3、在指定的頻率下，因阻抗無窮大，相當(dāng)于開路，對(duì)原有電網(wǎng)的參數(shù)沒有影響，不會(huì)改變?cè)须娋W(wǎng)的基頻穩(wěn)定性。
[0014]4、因與電抗器串聯(lián)的大容量電容的存在，避免了因線路中存在直流分量流過電感而產(chǎn)生電感飽和引起的失諧問題。
[0015]5、可以用于直流回路的高頻濾波，如直流輸電的高頻濾波。
[0016]6、與傳統(tǒng)的高通濾波器相比，不僅在高次諧波下具有高通性并且對(duì)高次諧振起到阻尼作用，對(duì)低頻段的高次諧波下也有一定的濾除效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明用于牽引供電三階阻基波濾波裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是本發(fā)明用于直流供電系統(tǒng)三階阻基波濾波裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3是本發(fā)明用于單相和直流供電系統(tǒng)三階阻基波濾波裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖4是本發(fā)明用于三相電力供電系統(tǒng)用三階阻基波濾波裝置的Y接電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖5是本發(fā)明用于三相電力供電系統(tǒng)用三階阻基波濾波裝置的三角型接電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]圖1所示，本發(fā)明的一種牽引供電用三階阻基波濾波裝置的【具體實(shí)施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯(lián)，再與電容器Cl并聯(lián)，最后與電阻R串聯(lián)構(gòu)成三階阻基波濾高通濾波裝置。該裝置一段與牽引網(wǎng)接觸線相連，另一端接地。
[0023]實(shí)施例1
圖2所示，本發(fā)明的一種直流供電網(wǎng)用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實(shí)施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯(lián)，再與電容器Cl并聯(lián)，最后與電阻R串聯(lián)構(gòu)成三階阻基波高通濾波裝置。該裝置一端與直流正(+)相連，另一端直流負(fù)(-)相接。
[0024]實(shí)施例2
圖3所示，本發(fā)明的一種單相供電網(wǎng)用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實(shí)施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯(lián)，再與電容器Cl并聯(lián)，最后與電阻R串聯(lián)構(gòu)成三階阻基波高通濾波裝置。該裝置一端與相線相連，另一端接地。
[0025]實(shí)施例3
圖4所示，本發(fā)明的一種三相電力供電系統(tǒng)用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實(shí)施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯(lián)，再與電容器Cl并聯(lián)，最后與電阻R串聯(lián)構(gòu)成三階阻基波高通濾波裝置，三個(gè)該濾波裝置按Y型接法與三相供電系統(tǒng)相連，即三個(gè)該濾波裝置的任一端連接在一起，三個(gè)該濾波器的另一端分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線(A相、B相、C相)相連。
[0026]實(shí)施例4
圖5所示，本發(fā)明的另一種三相電力供電系統(tǒng)用三階阻基波高通濾波裝置，其結(jié)構(gòu)為:由電容器C2和電抗器L串聯(lián)，再與電容器Cl并聯(lián)，最后與電阻R串聯(lián)構(gòu)成該高通濾波裝置，三個(gè)三階阻基波濾波裝置按三角型接法與三相供電系統(tǒng)相連，即三個(gè)單相濾波器相互連接，構(gòu)成封閉的三角形，三階阻基波濾波裝置之間的連接點(diǎn)分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線(A相、B相、C相)相連。
[0027]綜上所述僅為本發(fā)明的較佳配置實(shí)例設(shè)備而已，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種三階阻基波高通濾波裝置，其特征在于:它由電容器02和電抗器[串聯(lián)形成結(jié)構(gòu)一，結(jié)構(gòu)一再與電容器并聯(lián)形成結(jié)構(gòu)二，結(jié)構(gòu)二與電阻I？串聯(lián)形成裝置。
2.一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是單相供電網(wǎng)；它包括如權(quán)利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置的一端與相線相連，另一端接零線。
3.一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是三相電力供電系統(tǒng)；它是由三個(gè)如權(quán)利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置通過V型接法是與三相供電系統(tǒng)相連，即三階阻基波高通濾波裝置的電阻端連接在一起，三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置的另一端分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線相連。
4.一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是三相電力供電系統(tǒng)；它是由三個(gè)如權(quán)利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置通過三角型接法是與三相供電系統(tǒng)相連，即三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置相互連接構(gòu)成封閉的三角形，三個(gè)三階阻基波高通濾波裝置之間的連接點(diǎn)分別與三相供電系統(tǒng)的三個(gè)相線相連。
5.一種有該濾波裝置的電力供電系統(tǒng)，其特征在于:它是直流供電網(wǎng)；它包括如權(quán)利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置一端與直流正端相連，另一端與負(fù)端相連。
【文檔編號(hào)】H02J3/01GK104393600SQ201410737249
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】楊文煥, 陳斌, 楊迪瑞, 杜晨輝, 張建穎 申請(qǐng)人:上海坤友電氣有限公司