一種低阻高通濾波器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低阻高通濾波器，由電容器一(C1)、電抗器(L)、電容器二(C2)、電阻器(R)以及開關(guān)一(K1)、開關(guān)二(K2)組成；電容器一(C1)與電抗器(L)組成并聯(lián)體一(P1)，電容器二(C2)與開關(guān)二(K2)串聯(lián)后與電阻器(R)組成并聯(lián)體二(P2)，并聯(lián)體一(P1)與并聯(lián)體二(P2)相串聯(lián)；該濾波器隨著諧波次數(shù)(頻率)增高，可產(chǎn)生比既有高通濾波器的電阻值更低的阻抗，濾波效果更好，抑制高頻諧振能力更強。
【專利說明】—種低阻高通濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣化鐵路供電和電力系統(tǒng)供變電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及高通電力濾波器。

【背景技術(shù)】
[0002]電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，改善了電網(wǎng)供電性能，越來越廣泛地應(yīng)用在國民經(jīng)濟的各種領(lǐng)域，但與此同時，電網(wǎng)中的這些電力電子(非線性)設(shè)備的使用也引起了不容忽視的諧波問題，并且日益嚴重。
[0003]隨著二極管不可控整流器和晶閘管半控型整流器向基于IGBT、IGCT等全控性器件的交-直-交變流器的發(fā)展，呈現(xiàn)出功率因數(shù)大大提高(接近于I)、較低次諧波電流顯著改善、更高次諧波反而增加的特點，更容易激發(fā)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波諧振或諧波放大，造成諧波過電流、過電壓等現(xiàn)象，危害系統(tǒng)的供電、用電設(shè)備，嚴重時還會影響電網(wǎng)的安全可靠運行。近年來，隨著交直交列車在電氣化鐵路上的廣泛使用，諧波諧振造成電氣化鐵路的供電設(shè)備損壞，甚至影響正常、安全運行的案例時有發(fā)生。
[0004]解決更高次諧波及其引發(fā)諧波諧振的最經(jīng)濟、最有效的措施是使用高通濾波器。
[0005]傳統(tǒng)的高通濾波器分為一階、二階、三階及C型幾種。一階高通濾波器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，運行維護方便，缺點是工頻功率損耗大；為了減少工頻功率損耗，發(fā)展了二階、三階及C型高通濾波器，但這些高通濾波器一個突出的缺點是在工頻下吸收系統(tǒng)的容性無功功率，不適于越來越多的高功率因數(shù)(接近于I)場合，否則，將造成過補償，反而降低功率因數(shù)。
[0006]為了消除高通濾波器的無功影響，實用新型了不吸收基波無功的新型高通濾波器。專利《一種串并聯(lián)隔離無源電力濾波器》(申請?zhí)?200710022981.X)中提出了一種電容器、電抗器并聯(lián)，其再與另一電抗器和電阻器并聯(lián)后串聯(lián)的新型高通濾波器； 申請人:提出了一種最簡結(jié)構(gòu)和最低成本的《牽引供電用和三相電力供電系統(tǒng)用二階阻波高通濾波器裝置》(申請?zhí)?201110257058.0)，這些新型濾波器都具有基波下不吸收基波無功功率、高頻下呈低阻抗以利諧波通過的特性。
[0007]應(yīng)用中，高通濾波器與產(chǎn)生諧波的非線性設(shè)備相并聯(lián)，它在更高次諧波(更高頻率)下呈現(xiàn)出比系統(tǒng)更低的阻抗，以便在高通濾波器與系統(tǒng)的分流中讓更多的諧波電流流入高通濾波器而不是流入系統(tǒng)。上述高通濾波器在高次諧波(更高頻率)下都可等效成一個電阻器，其電阻值不隨頻率改變而為常值，并且由于電阻器還用于限制合閘電流，故其電阻值不能選的太小，否則就影響了其濾波和抑制諧振效果的提升。本實用新型提供一種低阻高通濾波器，這種濾波器可以隨著諧波次數(shù)(頻率)增高，產(chǎn)生比如上高通濾波器的電阻值更低的阻抗，進而增強高頻濾波效果，更有效地抑制高頻諧振。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的是提供一種低阻高通濾波器，它能更有效地濾除更高次諧波，更有效地抑制高頻諧振，提高供電質(zhì)量。
[0009]實現(xiàn)實用新型目的所采用的技術(shù)方案為:一種低阻高通濾波器，由電容器一沁)、電抗器(L)、電容器二(C2)、電阻器(R)以及開關(guān)一(K1)、開關(guān)二(K2)組成；電容器一(C1)與電抗器(L)組成并聯(lián)體一(P1)，電容器二(C2)與開關(guān)二(K2)串聯(lián)后與電阻器(R)組成并聯(lián)體二(P2),并聯(lián)體一(P1)與并聯(lián)體二(P2)相串聯(lián)；投入運行時，先合開關(guān)一(K1),待低阻高通濾波器進入穩(wěn)態(tài)后再合開關(guān)二(K2);退出運行時，先切開關(guān)一(K1),待電容器一(C1)和電容器二(C2)放電后再切開關(guān)二(K2)。
[0010]電容器二(C2)的絕緣按系統(tǒng)額定電壓考慮，其容量主要由流過的諧波電流及其產(chǎn)生的諧波電壓的乘積決定。
[0011]本實用新型的工作原理是:利用電抗器感抗隨頻率增加而增加、電容器容抗隨頻率增加而減少的特性，使電容器二(C2)與電阻器(R)并聯(lián)后的阻抗隨頻率增加而降低，頻率(諧波次數(shù))越高，阻抗就越小，濾波效果更好，抑制高頻諧振能力更強。電阻器(R)對電容器二(C2)有阻尼作用，不會引起新的諧振。
[0012]利用投切瞬間電抗器電流不能突變、電容器電壓不能突變的特性，為防止低阻高通濾波器投入時電容器一(C1)與電容器二(C2)因初始電壓為O而造成短路和短路電流沖擊，投入運行時，先合開關(guān)一(K1),待低阻高通濾波器進入穩(wěn)態(tài)后再合開關(guān)二(K2),而退出運行時，先切開關(guān)一(K1),待電容器一(C1)和電容器二(C2)放電后再切開關(guān)二(K2),準(zhǔn)備下一次投入。
[0013]由于穩(wěn)態(tài)時電容器二(C2)不通過工頻電流，因此，電容器二(C2)的容量主要由流過的諧波電流及其產(chǎn)生的諧波電壓的乘積決定；考慮到整體性，電容器二(C2)的絕緣按系統(tǒng)額定電壓考慮。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]1、本實用新型不消耗工頻有功功率和無功功率，具有更好的高通特性，即具有更好的高頻濾波效果和更有效的抑制高頻諧振的能力。
[0016]2、本實用新型使用常規(guī)無源電氣元件，易于實施。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型低阻高通濾波器的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是本實用新型的一種三相電力供電系統(tǒng)用低阻高通濾波器電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3是本實用新型的另一種三相電力供電系統(tǒng)用低阻高通濾波器電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]圖1示出，本實用新型的一種低阻高通濾波器的【具體實施方式】為:一種低阻高通濾波器，由電容器一(C1)、電抗器(L)、電容器二(C2)、電阻器(R)以及開關(guān)一(K1)、開關(guān)二(K2)組成；電容器一(C1)與電抗器(L)組成并聯(lián)體一(P1),電容器二(C2)與開關(guān)二(K2)串聯(lián)后與電阻器(R)組成并聯(lián)體二(P2),并聯(lián)體一(P1)與并聯(lián)體二(P2)相串聯(lián)；投入運行時，先合開關(guān)一(K1),待低阻高通濾波器進入穩(wěn)態(tài)后再合開關(guān)二(K2);退出運行時，先切開關(guān)一(K1),待電容器一(C1)和電容器二(C2)放電后再切開關(guān)二(K2)。
[0023]實施例2
[0024]圖2示出，本實用新型的一種三相電力供電系統(tǒng)用二階阻波高通濾波器的一種【具體實施方式】為:并連體一(P1)和并連體二(P2)相串聯(lián)構(gòu)成單相低阻高通濾波器，三個單相低阻高通濾波器按Y型接法與三相供電系統(tǒng)相連，即三個單相濾波器的并聯(lián)體二(P2)的一端連接在一起，三個單相濾波器的另一端則分別與三相供電系統(tǒng)的A、B、C三相相連。
[0025]圖3示出，本實用新型的一種三相電力供電系統(tǒng)用二階阻波高通濾波器的另一種【具體實施方式】為:并聯(lián)體一(P1)和并聯(lián)體二(P2)相串聯(lián)構(gòu)成單相低阻高通濾波器，三個單相低阻高通濾波器按Λ型接法與三相供電系統(tǒng)相連，即任一單相濾波器的并聯(lián)體二(P2)的一端與相鄰的單相濾波器的并聯(lián)體一(P1)的一端相互連接，構(gòu)成Λ型接法，單相濾波器之間的連接點分別與三相供電系統(tǒng)的Α、B、C三相相連。
【權(quán)利要求】
1.一種低阻高通濾波器，由電容器一(CD、電抗器(L)、電容器二(C2)、電阻器(R)以及開關(guān)一(K1)、開關(guān)二(K2)組成,其特征在于:電容器一(C1)與電抗器(L)組成并聯(lián)體一(P1),電容器二(C2)與開關(guān)二(K2)串聯(lián)后與電阻器(R)組成并聯(lián)體二(P2),并聯(lián)體一(P1)與并聯(lián)體二(P2)相串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低阻高通濾波器，其特征在于:電容器二(C2)的容量主要由流過的諧波電流及其產(chǎn)生的諧波電壓的乘積決定。
【文檔編號】H02J3/01GK204046174SQ201420456798
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】李群湛, 李子晗, 趙元哲, 王保國, 李亞楠, 范紅靜 申請人:西南交通大學(xué)