專利名稱：諧波吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滿足前述要求、消除所有缺點(diǎn)并帶來某些優(yōu)點(diǎn)的諧波吸收器。
本發(fā)明的目的是給出一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)確保發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)中的所有諧波的完全根除。
本發(fā)明的另一目的是建立一種諧波吸收結(jié)構(gòu)，這種諧波吸收結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)中提供靈活性，并且不需要結(jié)構(gòu)變化，在電壓網(wǎng)絡(luò)中增加設(shè)備連接——這將導(dǎo)致諧波電流增加——的情形下，將附加的新諧波吸收器投入使用。
本發(fā)明的又一目的是建立諧波吸收器，不需要在系統(tǒng)中的現(xiàn)有功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)中作出任何修改。
本發(fā)明的另一目的是給出一種諧波吸收器，該諧波吸收器消除所有諧波電流和電壓并減少從網(wǎng)絡(luò)提取的電能，并因此實(shí)現(xiàn)成本降低。
本發(fā)明的另一目的是給出一種諧波吸收器，該諧波吸收器除了保證已連接的設(shè)施中的功率損耗減少外，還保護(hù)可能因?yàn)橹C波受到損害的設(shè)備的使用壽命。
此外，本發(fā)明旨在提供一種消除因諧波電流和電壓造成的停電的諧波吸收器。
為了實(shí)現(xiàn)所有這些優(yōu)點(diǎn)，這將在后面內(nèi)容予以詳細(xì)說明，前述本發(fā)明是一種諧波吸收器，該諧波吸收器能消除發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)變壓器、功率因數(shù)校正器中的諧波，校正已與諧波吸收器連接的系統(tǒng)以及含電氣負(fù)載的電氣系統(tǒng)的由非線性負(fù)載造成的cosφ值，并且該諧波吸收器包括諧波陷(harmonic hole)電路，用來衰減施加于它(13)和諧波吸收電路的諧波電流或多路諧波電流，所述諧波吸收電路將存在于網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流從其它網(wǎng)絡(luò)分量中分離出并將各路諧波電流施加于該陷電路以消除諧波。
本發(fā)明的另一較佳結(jié)構(gòu)提供一種諧波陷電路，它形成具有阻擋電路的三角形或星形連接，這種連接由彼此并聯(lián)的功率感抗元件和功率電容器構(gòu)成。
另外，在本發(fā)明的另一較佳結(jié)構(gòu)中，諧波陷電路包括彼此并聯(lián)的功率感抗元件和功率電容器，對(duì)它們單獨(dú)施加各自的諧波電流。
另外，在本發(fā)明的另一較佳結(jié)構(gòu)中，諧波分離器包括與需要抑制的諧波電流相同數(shù)目的諧波阻擋電路。
本發(fā)明的另一較佳結(jié)構(gòu)包括提取要求對(duì)其衰減的諧波電流至諧波分離器并將其直接送至諧波陷的功率感抗元件。
在另一較佳結(jié)構(gòu)中，在分離構(gòu)成中包括串聯(lián)的諧波阻擋電路，其數(shù)目是根據(jù)所要求的靈敏度確定的，它僅傳導(dǎo)想要消除的諧波并阻止其它的諧波。
此外，在另一較佳結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明包括功率感抗元件和功率電容器，它們的值是根據(jù)在諧波阻擋電路中要求根除的諧波電流分量計(jì)算出的，并且兩者是并聯(lián)的。
在另一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明還是一種消除由于網(wǎng)絡(luò)變壓器中的非線性負(fù)載、用于校正已與之相連的系統(tǒng)的cosφ值的功率因數(shù)校正器以及包含電氣負(fù)載的電氣系統(tǒng)而引起的諧波的方法，并且該方法包括從網(wǎng)絡(luò)中分離出必須吸收的諧波電流的過程或?qū)⑵浔舜朔蛛x并獲得各自的諧波電流并通過諧波陷電路衰減所述諧波電流。
另外，在本發(fā)明的另一較佳結(jié)構(gòu)中，由諧波陷構(gòu)成的諧波分離器和諧波吸收器就在主開關(guān)后面連接于連接點(diǎn)(8)，所述主開關(guān)連接以保護(hù)系統(tǒng)并在系統(tǒng)中所有其它部分之前。
在參閱下面給出的附圖并閱讀結(jié)合這些附圖的詳細(xì)書面說明后，能夠更好地理解這些結(jié)構(gòu)化和特征化性質(zhì)以及全部優(yōu)點(diǎn)，因此參照這些附圖和詳細(xì)說明作出評(píng)述。



圖1中給出表示在最近公開的本發(fā)明諧波吸收器和系統(tǒng)之間的較佳連接結(jié)構(gòu)的開環(huán)電路布置。
圖2中給出與構(gòu)成最近公開的本發(fā)明諧波吸收器的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)的開環(huán)電路圖的細(xì)節(jié)。
附圖中使用的標(biāo)記
具體實(shí)施例方式 在詳細(xì)說明中，不作為任何限制地以易于理解的方式解釋諧波吸收器(消除器)的較佳結(jié)構(gòu)以作更好的理解。
在充當(dāng)保護(hù)部分的電路中，具有根據(jù)諧波電流的總值選擇的保護(hù)開關(guān)(9)，它斷開電路而不損害該電路，從而斷開由于電路中諧波增加所引起的分量。此外，為了整個(gè)系統(tǒng)的安全，應(yīng)當(dāng)將主開關(guān)(2)作為保護(hù)部分包括在內(nèi)。該部分(2)的連接點(diǎn)(8)對(duì)本發(fā)明主題而言非常重要，諧波吸收器(14)就在變流器(3、4)和其它繼電器(6.1、10)的連接點(diǎn)(即從網(wǎng)絡(luò)中提取的電流的分配點(diǎn))之后。換句話說，開關(guān)(2)的一端明確地連接于網(wǎng)絡(luò)變壓器而另一端連接于保護(hù)部分(5、7.1、9)的連接點(diǎn)(8)。此外，在諧波吸收器層(14)的輸入端設(shè)置具有斷路器的負(fù)載分離器(111)。當(dāng)選擇這些負(fù)載分離器時(shí)，較佳地考慮總諧波電流值應(yīng)當(dāng)為(1/k)*1，2倍。如果將觸頭用作具有良好工作狀態(tài)的NH斷路器，則應(yīng)當(dāng)將其選為零傳導(dǎo)固態(tài)類型或super flinck類型。
如圖1所示，諧波組選擇單元(10)較佳為可在市場中獲得的諧波繼電器并可通過根據(jù)諧波電流的量的計(jì)算專門制造而成。這種繼電器(10)的目的是將諧波吸收器(14)投入使用并電氣斷開或閉合該部分。在上述部分投入工作(11)時(shí)，可采用觸頭或零傳導(dǎo)固態(tài)繼電器(觸頭和/或晶體管)。連接于系統(tǒng)的變流器(3、4)是根據(jù)變壓器功率選擇的，變流器(3、4)由變壓器饋電并負(fù)責(zé)測量由它們后面的接收器(4.1、6.1、10)所提取的電流。
為了將功率因數(shù)校正(6)引入電路，可使用一種電抗校正功率控制繼電器(6.1)?？梢酝ㄟ^該繼電器(6.1)選擇一根線或多根線，從而將實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的功率電容器(6.4)引入電路。為了實(shí)現(xiàn)該過程，上述控制繼電器(6.1)輸出的部分被設(shè)置在每根線中并較佳地由觸頭或晶體管構(gòu)成，用來將功率電容器投入使用(6.3)。通過在每根線的始端安裝斷路器，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)。
連接于系統(tǒng)(7)的負(fù)載可經(jīng)由相關(guān)開關(guān)(7.1)接入電路并連接于網(wǎng)絡(luò)。因此，我們發(fā)現(xiàn)一主電路(圖1)，它用來將負(fù)載(7)接入電路，通過網(wǎng)絡(luò)變壓器(1)和功率因數(shù)校正(6)饋電，用來在已有系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功率因數(shù)校正。前述結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的并代表一般用于所有企業(yè)的連接。這里，目標(biāo)集中于這樣一個(gè)重要點(diǎn)即作為本發(fā)明主題的將諧波吸收器(14)連接于系統(tǒng)并提供關(guān)于它如何與系統(tǒng)一起工作的更好的理解。
為了有效地利用諧波吸收器(14)，如前所述，應(yīng)當(dāng)將其連接于系統(tǒng)，尤其是連接在主開關(guān)(2)后面。并且就在該連接點(diǎn)后面，將適用于系統(tǒng)的諧波吸收器(14)投入使用并對(duì)較佳為具有多個(gè)輸出(10)的繼電器的諧波組選擇部分(10)饋電的變流器(3)連接于相關(guān)的線。該諧波吸收繼電器(10)根據(jù)產(chǎn)生在網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流的類型和量將一個(gè)或多個(gè)諧波吸收器組(14)投入使用。諧波吸收器組(14)包括諧波阻擋電路(阻止部分)(12.2、12.3、12.4等)，它們的值是根據(jù)想要消除的諧波的類型和振幅以及具有傳遞器(12.1、12.5等)的諧波分離器計(jì)算出的。這里，其目的是在將諧波彼此分離后，將諧波信號(hào)(波)施加于諧波陷電路(視為諧波陷)的輸入端，在這里消除諧波。
諧波陷(13)消除來自諧波分離器(12)并從網(wǎng)絡(luò)中分離出的每路諧波電流，確保如文章開頭所述由非線性負(fù)載產(chǎn)生并由于其不合需的效果而不想要的這些諧波電流以及伴隨產(chǎn)生的諧波電壓從網(wǎng)絡(luò)中消除并使網(wǎng)絡(luò)得以凈化。在圖1所示針對(duì)三相系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，較佳地使用三角形連接的諧波陷(13)。然而，在三相和/或單相電路中，可通過星形連接來實(shí)現(xiàn)相同的功能。在諧波陷(13)中，使用并聯(lián)的諧波陷功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)。這些元器件的尺寸是根據(jù)從電路提取的電流的振幅和要求消除的諧波電流分量(尤其是它們的頻率)計(jì)算出的。當(dāng)使用諧波陷時(shí)，在三相系統(tǒng)中，作為三角形電路，如圖2的較佳結(jié)構(gòu)所示，三角形的每個(gè)角連接于諧波分離器從不同相引出的輸出端。此外，作為這種諧波陷結(jié)構(gòu)的代替，也可通過單獨(dú)將要求衰減的每路特定諧波電流施加于由如同在諧波阻擋電路(12.2、12.3等)中并聯(lián)的功率感抗元件和功率電容器構(gòu)成的電路來實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。然而，技術(shù)專家易于理解，將上述三角形結(jié)構(gòu)用作諧波陷(13)減少了連接數(shù)目并簡化了系統(tǒng)，并因此允許建立有意義的結(jié)構(gòu)。
使用諧波分離器電路(12)的目的是將諧波電流的某些分量吸引到它這里，然后使它們彼此分離并通過施加于諧波陷(13)而將其消除。使用諧波阻擋電路(12.2、12.3等)防止不希望其通過的諧波電流進(jìn)入諧波陷(13)，諧波阻擋電路的值是根據(jù)每路諧波電流計(jì)算而確定的。將每路諧波電流吸引至諧波分離器組(12)并隨后至諧波陷(13)是通過諧波傳遞器(12.1、12.5和12.9)實(shí)現(xiàn)的，諧波傳遞器是根據(jù)要求通過的諧波電流的性質(zhì)而設(shè)計(jì)的。這里，所使用諧波阻擋電路(12.2、12.3等)的數(shù)目與需要被衰減的諧波電流的數(shù)目成正比。另一方面，諧波吸收器組(14)的數(shù)目可以是根據(jù)要求從網(wǎng)絡(luò)中過濾的諧波電流的振幅的任何理想值。諧波電流經(jīng)由前面提到的諧波繼電器(10)為所述諧波組(12)共享。該諧波繼電器(10)的每路輸出觸發(fā)相關(guān)諧波組的電路接入部分(11)，并由此根據(jù)特定條件提供將要求的諧波組(12)接入或斷開。諧波繼電器(10)的輸出較佳地工作于多路選擇邏輯。例如，當(dāng)總諧波電流的數(shù)量超過根據(jù)特定振幅的諧波電流設(shè)計(jì)的諧波組(12)的負(fù)載容量時(shí)，可根據(jù)需要將其它諧波組(12)接入電路。因此，總諧波電流分布到諸分離器組(12)。
當(dāng)本發(fā)明被視為一種用來衰減和吸收諧波電流的有用方法時(shí)，有必要將諧波電流主要從網(wǎng)絡(luò)分離出來并隨后將多路諧波電流彼此分離。這里，藉由根據(jù)諧波電流值在合適時(shí)間引入電路的諧波分離器(12)，諧波電流與網(wǎng)絡(luò)分離和彼此分離。通過以適合于每個(gè)諧波電流分量的值纏繞的功率感抗元件，這些諧波電流被引向前述諧波分離器(12)。另外，通過用來衰減在諧波分離器(12)的輸出端獲得的各諧波電流的諧波陷(13)消除諧波電流。如前所述，諧波陷(13)可由星形或三角形并聯(lián)的功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)構(gòu)成，或者由各自針對(duì)每路諧波電流設(shè)計(jì)并分散分布的并聯(lián)的功率感抗元件和功率電容器構(gòu)成。在實(shí)施方式中，最佳方法是三個(gè)一組的連接，如圖1和圖2所示。
例如，在圖2的較佳結(jié)構(gòu)中，諧波分離器從網(wǎng)絡(luò)提取第5、第7、第9和第11諧波并在將它們分離后，將它們傳至諧波陷(13)。第5諧波傳遞器(12.1)僅提取該諧波電流給自己并且不涉及其它諧波電流。屬于第二支路的第5、第7、第9和第11諧波阻擋電路(12.6、12.7和12.8)被串聯(lián)并過濾這些諧波電流，以僅將第7諧波經(jīng)由感抗元件(12.5)傳至諧波陷(13)。同樣，在第三支路中，第5、第7、第9和第11諧波阻擋電路(12.6、12.7和12.8)防止這些諧波通過并流過與這些諧波電路串聯(lián)的第9諧波傳遞器(12.9)；它被傳至輸出端。并且為了使第11諧波通過，使用第5、第7和第9諧波阻擋電路(12.10、12.11和12.13)以及第11諧波傳遞器。如前所述，提取每路諧波電流的支路數(shù)目以及諧波阻擋電路(12.2、12.3等)的數(shù)目可根據(jù)要求消除的諧波電流的數(shù)目而變化。
在確定可用于這一系統(tǒng)的諧波吸收器的實(shí)際值時(shí)，可通過基于公式計(jì)算數(shù)字值而不構(gòu)成限制因素地提供如下的方法 首先，用低電壓網(wǎng)絡(luò)側(cè)的諧波分析器完成測量 1)S，以VA表示的變壓器功率。
2)UK，從變壓器的標(biāo)簽上獲得。
3)測量諧波電流。
I3＝以安培表示的第3諧波電流值(A)。
I5＝以安培表示的第5諧波電流值(A)。
I7＝以安培表示的第7諧波電流值(A)。
I9＝以安培表示的第9諧波電流值(A)。
I11＝以安培表示的第11諧波電流值(A)。
由于三角形連接的電動(dòng)機(jī)或加熱器出現(xiàn)在低電壓網(wǎng)絡(luò)中，第3諧波電流值在網(wǎng)絡(luò)中消失。因此，消除該值的單元不處于諧波吸收器中。然而，如果在低電壓系統(tǒng)中具有太少或者沒有三角形連接的取電端，則將第三諧波單元加至系統(tǒng)。
在我們的采樣圖中，所考慮和提取的最常用的第5—第7—第9—第11諧波值。如果在測量過程中遇上其它諧波水平，主要增加我們使用的諧波聚集器電路的數(shù)目。根據(jù)系統(tǒng)中的要求，可去除第5—第7—第9—第11諧波聚集器中的一個(gè)或多個(gè)。
可示出下面的例子從而以數(shù)字值表示測量 S＝1600kVA uk＝％6 u＝400VI＝2000A I5＝％20I＝400A V5＝8,88V I7＝％25I＝500A V7＝15,55V I9＝％15I＝300A V9＝11,99V I11＝％10I＝200AV5＝9,77V 總諧波電流 計(jì)算功率電容器的值以消除這些諧波電流 由于該應(yīng)用的最經(jīng)濟(jì)的解決方案為50kVAr；它被計(jì)算為 Cλ＝3＊CΔ＝3＊331,4393＝994,31779μF 在這些計(jì)算后，為了找到LA功率感抗元件的值 由于功率感抗元件的制造可行性，我們假設(shè)LA＝30.550μH(我們應(yīng)當(dāng)將最末位數(shù)字四舍五入至該值的十倍或幾十倍)。
當(dāng)諧波電流來到聚集器電路時(shí) xA5＝L5＊500π 由于在其它電路中存在第5諧波阻擋電路，第5諧波電流僅通過A部分并隨后到達(dá)O諧波陷。
xC5＝-0,6666627 x5＝0,222＝L5＊500π-0,66666627 L5＝565,512627≈570μH(rounding of) 由于具有較高值的諧波電流部分將從B-E電路流過，因此這里我們計(jì)算該電路中功率電容器的值 C5.1＝C9.1＝C11.1 我們將該值四舍五入至Q7＝40kVAr。
由于這些功率電容器將用作第5-第9-第11諧波阻擋電路，因此功率感抗元件的值的計(jì)算如下 xA7＝L5＊700π＝570＊10-6＊700π＝1,254Ω xB7＝-3,4935539Ω xC7＝2,605605Ω xD7＝1,194565Ω xE7＝L7＊700π＝2.200*L7 x(B-E)7＝-3,4935539+2,605605+1,194565+2.200L7 x(B-E)＝2.200L7+0,306616 xO7＝-0,466665Ω 1.710,863L7+1,213636＝2.758,8L7+0,384496 1.047,937L7＝0,82914 L7＝791,21≈790μH 這里，由于較高值的諧波電流將通過A和(F—I)電路，我們計(jì)算該電路中的功率電容器值 C5.2＝C7.1＝C9.2 我們將該值四舍五入為Q7＝30kVAr。
由于三個(gè)功率電容器被用作第5—第7—第11諧波阻擋電路，因此功率感抗元件的值的計(jì)算如下。
xA9＝L5＊900π＝570＊10-6＊900π＝1,6122857Ω xF9＝-2,5693846Ω xG9＝-4,4931288Ω xH9＝3,58100847Ω x19＝L9＊900π x(F-I)9＝-2,5693846-4,4931288+3,58100847+(L9＊900π) x(F-I)9＝(L9＊900π)-3,4815049 xO9＝-0,359994Ω 2.148,7678457L9-1,419981＝4.560,4652657L9-5,61318 2.411,69742L9＝4,193199 L9＝1.738,69≈1.740μH 由于該較高值的諧波電流從A和(K—N)電路通過，我們在此計(jì)算電路中的功率電容值 我們將該值四舍五入為Q11＝20kVAr。
由于這些功率電容器被用作第5—第7—第9諧波阻擋電路，因此功率感抗元件的值的計(jì)算如下 xA11＝L5＊1100π＝570＊10-6＊1100π＝1,970571Ω xK11＝-2,748874Ω xL119＝-3,6644427Ω xM11＝-6,6403677Ω xN11＝L11＊1.100π x(K-N)11＝-2,748874-3,6644427-6,6403677+(L11＊1.100π) x(K-N)11＝(L11＊1.100π)-13,0536844 xO11＝-0,293333Ω 2.702,908371L11-8,665143＝6.812,545457L11-25,7232119 4.109,637086L11＝17,0580689 L11＝4.150,748≈4.150μH 可在上述諧波吸收器的例子中使用具有零過渡的即時(shí)響應(yīng)能力的固態(tài)繼電器，而不是使用具有緩慢響應(yīng)能力的觸頭。
如果詳細(xì)研究我們前面給出的例子，則易于理解在功率感抗元件的諧波水平上的電流和電壓值被計(jì)算如下 I-50Hz xA1＝L5*10-6*100π＝570*10-6*100π＝0,1791428 xE1＝L7*100π＝790*10-6*100π＝0,248285 x(B-E)1＝1,000191 xI1＝L9*100π＝1740*10-6*100π＝0,546857 x(F-I)1＝1,681535 xN1＝L11*00π＝4150*10-6*100π＝1,3042857 x(K-N)1＝3,1057639 x(A-N)1＝0,1333577 x1＝x(A-N)1+xO1＝0,1333577-21.595,8422095＝-21.595,7088518 V1＝VA1+VO1＝VB1+VC1+VD1+VE1+VO1＝VF1+VG1+VH1+VI1+VO1＝ ＝VK1+VL1+VM1+VN1+VO1 VO1＝I1*xO1＝-0,01069379*-21.595,8422095＝230,941401 VA1＝V1-VO1＝230,9401076-230,941401＝-0,0012934 (在50赫茲下通過L5的電流) (在50赫茲下通過L7的電流) VB1＝I(B-E)1*xB1＝-0,01293*0,50093＝-0,0006477V (在50赫茲下通過L5.1的電流) IB2.1＝VB1*C5.1*100π＝-0,0006477*-265,15*10-6*100π＝0,0000539A (在50赫茲下通過C5.1的電流) VC1＝I(B-E)1*xC1＝-0,001293*0,149555＝-0,000193V (在50赫茲下通過L9.1的電流) IC2.1＝VC1*C9.1*100π＝-0,0006477*-265,15*10-6*100π＝0,000016A (在50赫茲下通過C9.1的電流) VD1＝I(B-E)1*xD1＝-0,001293*0,101421＝-0,000131V (在50赫茲下通過L11.1的電流) ID2.1＝VD1*C11.1*100π＝-0,000131*-265,15*10-6*100π＝0,0000109A (在50赫茲下通過C11.1的電流) VE1＝I(B-E)*xE1＝-0,001293*0,248285＝-0,000321V (在50赫茲下通過L9的電流) VF1＝I(F-I)1*xF1＝-0,000769*0,6679068＝-0,0005136V (在50赫茲下通過L5.2的電流) IF2.1＝VF1*C5.2*100π＝-0,0005136*-198,8636*10-6*100π＝0,00032A(在50赫茲下通過C5.2的電流) VG1＝I(F-I)1*xG1＝-0,0005136*0,3336736＝-0,000171V (在50赫茲下通過L7.1的電流) IG2.1＝VG1*C7.1*100π＝-0,000171*-198,8636*10-6*100π＝0,00001A (在50赫茲下通過C7.1的電流) VH1＝I(F-I)1*xH1＝-0,0005136*0,133098＝-0,000068V (在50赫茲下通過L11.2的電流) IH2.1＝VH1*C11.2*100π＝-0,000068*-198,8636*10-6*100π＝0,000004A (在50赫茲下通過C11.2的電流) VI.1＝I(F-I)1*x1＝-0,0005136*0,546857＝-0,00028V (在50赫茲下通過L11的電流) VK1＝I(K-N)1*xK1＝-0,00009*1,001858＝0,00009V (在50赫茲下通過L5.3的電流) IK2.1＝VK1*C5.3*100π＝-0,00009*-132,57*10-6*100π＝0,0000037A (在50赫茲下通過C5.3的電流) VL1＝I(K-N)1*xL1＝-0,00009*0,5005099＝-0,000045V (在50赫茲下通過L7.2的電流) IL2.1＝VL1*C7.2*100π＝-0,000045*-132,57*10-6*100π＝0,0000018A(在50赫茲下通過C7.2的電流) VM1＝I(K-N)1*xM1＝-0,000045*0,2991103＝-0,0000269V (在50赫茲下通過L9.2的電流) IM2.1＝VM1*C9.2*100π＝-0,0000269*-132,57*10-6*100π＝0,000807A (在50赫茲下通過C9.2的電流) VN1＝I(K-N)1*xN1＝-0,00009*1,3042857＝-0,000117V (在50赫茲下通過LΔ的電流)_ ICΔ1＝UO1*CΔ1*100π＝400,00224*-331,4393*10-6*100π＝-41,666888A (在50赫茲下通過CΔ的電流) II-250Hz xA5＝570*10-6*500π＝0,895714 xE5＝790*10-6*500π＝1,241428 x(B-E)5＝-1.875,418724 x15＝1740*10-6*500π＝2,734285 x(F-I)5＝-1.788,478249 xN5＝4150*10-6*500π＝6,521428 x(K-N)5＝-2.746,378969 x(A-N)5＝0,896884 x5＝0,896884-0,666662＝0,230222 V5＝VA5+VO5＝VB5+VC5+VD5+VE5+VO5＝VF5+VG5+VH5+VI5+VO5＝ ＝VK5+VL5+VM5+VN5+VO5 (在250赫茲下通過L5的電流) (在250赫茲下通過L7的電流) VB5＝-0,018446*-1.878,363188＝34,648287V (在250赫茲下通過L5.1的電流) IB2.5＝34,648287*-265,15*10-6*500π＝-14,436703A (在250赫茲下通過C5.1的電流) VC5＝-0,018446*1,066893＝-0,0196799V (在250赫茲下通過L9.1的電流) IC2.5＝-0,0196799*-265,15*10-6*500π＝0,008199A (在250赫茲下通過C9.1的電流) VD5＝-0,018466*0,636143＝-0,011734V (在250赫茲下通過L11.1的電流) ID2.5＝-0,011734*-265,15*10-6*500π＝0,004889A (在250赫茲下通過C11.1的電流) VE5＝-0,018446*1,241428＝-0,022899V (在250赫茲下通過L9的電流) VF5＝-0,019342*-1.795,384175＝34,72632V (在250赫茲下通過L5.2的電流) IF2.5＝34,72632*-198,8636*10-6*500π＝-10,851973A (在250赫茲下通過C5.2的電流) VG5＝-0,019342*3,340145＝-0,064605V (在250赫茲下通過L7.1的電流) IG2.5＝-0,064605*-198,8636*10-6*500π＝0,020189A (在250赫茲下通過C7.1的電流) VH5＝-0,019342*0,831496＝-0,016082V (在250赫茲下通過L11.2的電流) IH2.5＝-0,016082*-198,8636*10-6*500π＝0,005025A (在250赫茲下通過C11.2的電流) VI.5＝-0,019342*2,734285＝-0,052886V (在250赫茲下通過L11的電流) VK5＝-0,012596*-2760,044138＝34,765515V (在250赫茲下通過L5.3的電流) IK2.5＝34,765515*-132,57*10-6*500π＝-7,242501A (在250赫茲下通過C5.3的電流) VL5＝-0,012596*5,009991＝-0,631058V (在250赫茲下通過L7.2的電流) IL2.5＝-0,631058*-132,57*10-6*500π＝0,131473A (在250赫茲下通過C7.2的電流) VM5＝-0,012596*2,13375＝-0,026876V (在250赫茲下通過L9.2的電流) IM2.5＝-0,026876*-132,57*10-6*500π＝0,005598A (在250赫茲下通過C9.2的電流) VN5＝-0,012596*6,521428＝-0,0821439V (在250赫茲下通過LΔ的電流) ICΔ5＝-44,538179*-331,4393*10-6*500π＝23,196961A (在250赫茲下通過CΔ的電流) III-350Hz xA7＝570*10-6*700π＝1,254 xE7＝790*10-6*700π＝1,738 x(B-E)7＝2,044617 xI7＝1740*10-6*700π＝3,828 x(F-I)7＝-2.287,6979059 xN7＝4150*10-6*700π＝9,13 x(K-N)7＝-3580,623245 x(A-N)7＝0,777713 x7＝0,777713-0,466665＝0,311048 V7＝VA7+VO7＝VB7+VC7+VD7+VE7+VO7＝VF7+VG7+VH7+VI7+VO7＝ ＝VK7+VL7+VM7+VN7+VO7 (在350赫茲下通過L5的電流) (在350赫茲下通過L7的電流) VB7＝19,015614*-3,493553＝-66,432055V (在350赫茲下通過L5.1的電流) IB2.7＝-66,432055*-265,15*10-6*700π＝38,75181A (在350赫茲下通過C5.1的電流) VC7＝19,015614*2,605605＝50,506421V (在350赫茲下通過L9.1的電流) IC2.7＝50,506421*-265,15*10-6*700π＝-29,46191A (在350赫茲下通過C9.1的電流) VD7＝19,015614*1,194565＝22,715386V (在350赫茲下通過L11.1的電流) ID2.7＝22,715386*-265,15*10-6*700π＝-13,250566A (在350赫茲下通過C11.1的電流) VE7＝19,015614*1,738＝33,049137V (在350赫茲下通過L9的電流) VF7＝-0,016995*-4,658019＝0,079463V (在350赫茲下通過L5.2的電流) IF2.7＝0,079163*-198,8636*10-6*700π＝-0,034633A (在350赫茲下通過C5.2的電流) VG7＝-0,016995*-2.288,4188719＝38,891678V (在350赫茲下通過L7.1的電流) IG2.7＝38,891678*-198,8636*10-6*700π＝-17,01506A (在350赫茲下通過C7.1的電流) VH7＝-0,016995*1,550985＝-0,026358V (在350赫茲下通過L11.2的電流) IH2.7＝-0,026358*-198,8636*10-6*700π＝0,011531A (在350赫茲下通過C11.2的電流) VI.7＝-0,016995*3,828＝-0,065056V (在350赫茲下通過L11的電流) VK7＝-0,010858*-6,987644＝0,075871V (在350赫茲下通過L5.3的電流) IK2.7＝0,075871*-132,57*10-6*700π＝-0,022128A (在350赫茲下通過C5.3的電流) VL7＝-0,010858*3.587,976513＝38,958248V (在350赫茲下通過L7.2的電流) IL2.7＝38,958248*-132,57*10-6*700π＝-11,362328A (在350赫茲下通過C7.2的電流) VM7＝-0,010858*5,2109118＝-0,05658V (在350赫茲下通過L9.2的電流) IM2.7＝-0,05658*-132,57*10-6*700π＝0,0165017A (在350赫茲下通過C9.2的電流) VN7＝-0,010858*9,13＝-0,099133V (在350赫茲下通過LΔ的電流) ICΔ7＝-40,408137*-331,4393*10-6*700π＝29,464258A (在350赫茲下通過CΔ的電流) IV-450Hz xA9＝570*10-6*900π＝1,612285 xE9＝790*10-6*900π＝2,234571 x(B-E)9＝456,195758 xI9＝1740*10-6*900π＝4,921714 x(F-I)9＝1,44021 xN9＝4150*10-6*900π＝11,738571 x(K-N)9＝895,817758 x(A-N)9＝0,758789 x9＝0,758789-0,359999＝0,38879 V9＝VA9+VO9＝VB9+VC9+VD9+VE9+VO9＝VF9+VG9+VH9+VI9+VO9＝ ＝VK9+VL9+VM9+VN9+VO9 VO9＝30,83927*-0,359999＝-11,102106 VA9＝11,99+11,102106＝23,092106 (在450赫茲下通過L5的電流) (在450赫茲下通過L7的電流) VB9＝0,050618*-1,927053＝-0,097543V (在450赫茲下通過L5.1的電流) IB2.9＝-0,097543*-265,15*10-6*900π＝0,073156A (在450赫茲下通過C5.1的電流) VC9＝0,050618*453,069769＝22,933485V (在450赫茲下通過L9.1的電流) IC2.9＝22,933485*-265,15*10-6*900π＝-17,200015A(在450赫茲下通過C9.1的電流) VD9＝0,050618*2,818471＝0,142665V (在450赫茲下通過L11.1的電流) ID2.9＝0,142665*-265,15*10-6*900π＝-0,106998A (在450赫茲下通過C11.1的電流) VE9＝0,050618*2,234571＝0,113109V (在450赫茲下通過L9的電流) VF9＝16,033846*-2,569384＝-41,197107V (在450赫茲下通過L5.2的電流) IF2.9＝-41,197107*-198,8636*10-6*900π＝23,173368A (在450赫茲下通過C5.2的電流) VG9＝16,033846*-4,493128＝-72,042122V (在450赫茲下通過L7.1的電流) IG2.9＝-72,042122*-198,8636*10-6*900π＝40,523686A (在450赫茲下通過C7.1的電流) VH9＝16,033846*3,581008＝57,41733V (在450赫茲下通過L11.2的電流) IH2.9＝57,41733*-198,8636*10-6*900π＝40,523686A (在450赫茲下通過C11.2的電流) VI.9＝16,033846*4,921714＝78,914004V (在450赫茲下通過L11的電流) VK9＝0,025777*-3,854317＝-0,099352V (在450赫茲下通過L5.3的電流) IK2.9＝-0,099352*-132,57*10-6*900π＝0,037255A (在450赫茲下通過C5.3的電流) VL9＝0,025777*-6,740429＝-0,173748V (在450赫茲下通過L7.2的電流) IL2.9＝-0,173748*894,673933*10-6*900π＝0,065122A(在450赫茲下通過C7.2的電流) VM9＝0,025777*894,673933＝23,062009V (在450赫茲下通過L9.2的電流) IM2.9＝23,062009*-132,57*10-6*900π＝-8,647877A(在450赫茲下通過C9.2的電流) VN9＝0,025777*11,738571＝0,302585V (在450赫茲下通過LΔ的電流) ICΔ9＝-19,229411*-331,4393*10-6*900π＝18,027567A (在450赫茲下通過CΔ的電流) V-550Hz xA11＝570*10-6*1100π＝1,970571 xE11＝790*10-6*1100π＝2,731142 x(B-E)11＝-80,481798 xI11＝1740*10-6*1100π＝6,015428 x(F-I)11＝831,36791 xN11＝4150*10-6*1100π＝14,347142 x(K-N)11＝1,293459 x(A-N)11＝0,787795 x11＝0,787795-0,293333＝0,494462 V11＝VA11+VO11＝VB11+VC11+VD11+VE11+VO11＝VF11+VG11+VH11+VI11+VO11＝ ＝VK11+VL11+VM11+VN11+VO11 VO11＝19,758849*-0,293333＝-5,795922V VA11＝9,77+5,795922＝15,565922V (在550赫茲下通過L5的電流) (在550赫茲下通過L7的電流) VB11＝-0,193409*-1,374371＝0,265815V (在550赫茲下通過L5.1的電流) IB2.11＝0,265815*-265,15*10-6*1100π＝-0,243662A (在550赫茲下通過C5.1的電流) VC11＝-0,193409*-3,319802＝0,642079V (在550赫茲下通過L9.1的電流) IC2.11＝0,642079*-265,15*10-6*1100π＝-0,588569A (在550赫茲下通過C9.1的電流) VD11＝-0,193409*-78,518767＝15,186236V (在550赫茲下通過L11.1的電流) ID2.11＝15,186236*-265,15*10-6*1100π＝-13,920636A (在550赫茲下通過C11.1的電流) VE11＝-0,193409*2,731142＝-0,528227V (在550赫茲下通過L9的電流) VF11＝0,018723*-1,832483＝--0,0343095V (在550赫茲下通過L5.2的電流) IF2.11＝-0,0343095*-198,8636*10-6*1100π＝0,023587A (在550赫茲下通過C5.2的電流) VG11＝0,018723*-2,442784＝-0,045736V (在550赫茲下通過L7.1的電流) IG2.11＝-0,045736*-198,8636*10-6*1100π＝0,031443A (在550赫茲下通過C7.1的電流) VH11＝0,018723*829,627749＝15,53312V (在550赫茲下通過L11.2的電流) IH2.11＝15,53312*-198,8636*10-6*1100π＝-10,679018A(在550赫茲下通過C11.2的電流) VI.11＝0,018723*6,015428＝0,112626V (在550赫茲下通過L11的電流) VK11＝12,034337*-2,748874＝-33,080876V (在550赫茲下通過L5.3的電流) IK2.11＝-33,080876*-132,57*10-6*1100π＝15,161409A (在550赫茲下通過C5.3的電流) VL11＝12,034337*-3,664442＝-44,099129V (在550赫茲下通過L7.2的電流) IL2.11＝-44,099129*-132,57*10-6*1100π＝20,211223A (在550赫茲下通過C7.2的電流) VM11＝12,034337*-6,640367＝-79,912414V (在550赫茲下通過L9.2的電流) IM2.11＝-79,912414*-132,57*10-6*1100π＝36,624932A (在550赫茲下通過C9.2的電流) VN11＝12,034337*14,347142＝172,658341V (在550赫茲下通過LΔ的電流) ICΔ11＝-10,038831*-331,4393*10-6*1100π＝11,502823A (在550赫茲下通過CΔ的電流) 如果我們列出我們所發(fā)現(xiàn)的值和材料的特性則本申請(qǐng)的保護(hù)范圍已在權(quán)利要求書部分中確定，當(dāng)然不局限于前述以示例為目的的這些內(nèi)容。很明顯由本發(fā)明的技術(shù)專家提出的本創(chuàng)新可使用相似的結(jié)構(gòu)提出和/或?qū)⒃摻Y(jié)構(gòu)適用于在相關(guān)技術(shù)中具有相同目的的其它領(lǐng)域。因此，顯然這些結(jié)構(gòu)缺乏克服新穎性的標(biāo)準(zhǔn)并尤其針對(duì)已有的技術(shù)條件。
表1—器件明細(xì)表
權(quán)利要求
1.一種諧波吸收器(14)，用來消除由至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器(1)，較佳為功率因數(shù)校正器(6)中的非線性負(fù)載造成的諧波，從而校正所述諧波吸收器(14)所連接的系統(tǒng)以及具有電氣負(fù)載(7)的電氣系統(tǒng)的cosφ值，其特征在于，所述諧波吸收器(14)包括至少一個(gè)諧波陷電路，所述諧波陷電路衰減施加于自身(13)的一路或多路諧波電流；以及諧波分離器電路(12)，所述諧波分離器電路(12)將存在于網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流與網(wǎng)絡(luò)中其它分量分離并隨后將所產(chǎn)生的各路諧波電流施加于所述諧波陷電路(13)以實(shí)現(xiàn)諧波消除。
2.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波陷電路包括帶由彼此并聯(lián)的功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)構(gòu)成的阻擋電路的三角形連接。
3.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波陷電路(13)與阻擋電路一起形成星形連接，所述阻擋電路由彼此并聯(lián)的功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波陷電路(13)包括并聯(lián)的功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)，各諧波電流分別施加于所述諧波陷電路。
5.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波分離器(12)包括與需要被抑制的諧波電流相同數(shù)目的諧波阻擋電路(12.2、12.3和12.4等)。
6.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波吸收器(14)包括至少一個(gè)功率感抗元件(12.5)，以在其一種結(jié)構(gòu)中，將需要衰減的諧波電流吸引至所述諧波分離器(12)并隨后直接傳送至所述諧波陷(13)。
7.如權(quán)利要求1所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波吸收器(14)包括串聯(lián)的諧波阻擋電路(12.2、12.3、12.4等)，所述諧波阻擋電路的數(shù)目是根據(jù)僅傳導(dǎo)需要消除的諧波并阻擋其它諧波所要求的靈敏度確定的。
8.如權(quán)利要求7所述的諧波吸收器(14)，其特征在于，所述諧波吸收器(14)具有諧波阻擋電路(12.2、12.3、12.4等)并且其中包括功率感抗元件和功率電容器(12.2.1、12.2.2)，這些元器件的值是根據(jù)請(qǐng)求消除的而且并聯(lián)的諧波電流分量而計(jì)算出的。
9.一種針對(duì)在較佳為功率因數(shù)校正(6)的至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器(1)中由于非線性負(fù)載引起的諧波，用以校正所述網(wǎng)絡(luò)變壓器(1)所連接的系統(tǒng)和帶電氣負(fù)載(7)的電氣系統(tǒng)的cosφ值的方法，其特征在于，通過至少一個(gè)諧波分離器(12)分離對(duì)所述系統(tǒng)而言必須從網(wǎng)絡(luò)中消除和彼此分離的諧波電流，并使用至少一個(gè)諧波陷(13)來衰減如上所述獲得的諧波電流。
10.如權(quán)利要求9所述消除形成于網(wǎng)絡(luò)中的諧波的方法，其特征在于，除需要經(jīng)由所述諧波分離器(12)吸引的諧波電流以外，所有諧波電流通過諧波阻擋器(12.2、12.3等)予以過濾，以獲得諧波電流。
11.如權(quán)利要求9所述消除形成于網(wǎng)絡(luò)中的諧波的方法，其特征在于，經(jīng)由至少一個(gè)諧波傳遞器(12.1)將需要衰減的諧波電流吸引至所述諧波陷，以獲得諧波電流。
12.如權(quán)利要求11所述的諧波傳遞器(12.1)，其特征在于，包括至少一個(gè)功率感抗元件，其值被計(jì)算為在要求的頻率下抽取交流信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9所述消除形成于網(wǎng)絡(luò)中的諧波的方法，其特征在于，所述方法是就在主開關(guān)(2)后和就在系統(tǒng)中所有其它元件之前與連接點(diǎn)(8)的連接，以使其保護(hù)構(gòu)成諧波吸收器(14)的所述諧波分離器(12)和諧波陷(13)所連接的系統(tǒng)。
全文摘要
一種諧波吸收器(14)，用來消除由網(wǎng)絡(luò)變壓器(1)，功率因數(shù)校正系統(tǒng)(6)中不平衡負(fù)載造成的諧波，從而校正所述諧波吸收器(14)所連接的系統(tǒng)以及具有電氣負(fù)載(7)的電氣系統(tǒng)的cosφ值，諧波吸收器(14)包括至少一個(gè)諧波陷電路(13)，所述諧波陷電路包括功率感抗元件(13.1)和功率電容器(13.2)；以及諧波分離電路(12)，所述諧波分離電路(12)將存在于網(wǎng)絡(luò)中的諧波電流與網(wǎng)絡(luò)中其它分量分離并隨后將所它們施加于所述諧波陷電路(13)以對(duì)如此獲得的各諧波實(shí)現(xiàn)消除。
文檔編號(hào)H02J3/01GK101375481SQ200780003827
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月30日
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