专利名称：低压系统零序谐波滤除装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能质量控制技术领域，特别是提供了一种低压系统零序谐波 滤除装置。
背景技术：
在低压配电系统中，三相四线制供电方式是最主要的供电方式,在工业现场和 民用建筑中得到广泛应用。随着城市的现代化，出现了大量的大型商厦和写字楼,在 这些建筑中存在着大量的个人计算机、办公自动化设备、变频空调、照明电源及不 间断电源等电器设备。这些设备都会在电网中产生大量的零序谐波电流，即使它们 的单台功率较小,但因其总数庞大,所带来的谐波污染是极其严重的。零序谐波电流 (主要是3次谐波电流)在中线上相互叠加,使得中线电流中的谐波状况异常严重。 中线谐波电流一方面使得中线电流大大超过了它的设计值造成中线故障；另一方面 使得公用变压器过热，加快绝缘老化，使故障隐患大大增加。同时还会造成中线对地 电势升高，严重时可导致中性线烧断，引起三相电压严重不对称，可能造成大面积 用电设备损坏。此外零序谐波还使公用电网中的元件产生附加损耗，降低了用电设 备效率，大量的3次谐波流过中性线时会导致线路长期过热甚至发生火灾。
为了抑制系统中的中性线谐波电流，目前主要采用的无源和有源滤波方式均存 在不足。无源滤波器的谐波特性受系统参数的影响大；容易过载；电容器参数随着 介质老化容易发生变化，出现失谐现象，降低滤波效果；有效材料消耗多，体积较 大。随着电力电子技术的不断发展，有源滤波器的研究应用受到人们重视。但有源 滤波器在成本、可靠性、过载能力方面存在的问题限制了其广泛应用。
本实用新型提出的一种低压配电网中性线谐波抑制装置，在保留了无源滤波器 投资少、效率高、结构简单、运行可靠及维护方便等优点外，还克服了其许多缺点， 如滤波特性不受电网参数影响、不对其他谐波产生放大作用、没有失谐问题等；和 有源滤波器相比，成本低廉、工作可靠、过载能力强。同时，可以实现基波零序的 低阻通道，对单相负载造成的严重不平衡具有明显的负载平衡作用。因此，本实用 新型提出的一种低压配电网中性线谐波抑制装置显示出显著的技术优越性，在低压 配电网中性线谐波抑制方面具有巨大的应用价值和市场前景。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种低压系统零序谐波滤除装置，为低压配电网中序谐波提供一个低阻通道，使零序谐波电流在滤波器和负荷 之间流动，而不是经中线流回系统。所述的一种低压配电网中性线谐波抑制装置基 于变压器的曲折移相和磁通补偿技术实现零序谐波的抑制，有着理想的综合性能。
本实用新型提供的一种低压配电网中性线谐波抑制装置原理图如附图1所示， 由铁芯1和线圈2两部分构成。铁芯1由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上铁轭E1、 下铁轭E2构成；线圈2由绕组Lll、 U2、 L21、 L22、 L31、 L32构成。
如图1所示，铁芯1对应于A、 B、 C三相的三个芯柱上分别绕制有两个匝数相 同绕组，A、 B、 C三相芯柱分别由XI、 X2、 X3表示。XI上绕制有Lll和L12两个 绕组；X2上绕制有L21和L22两个绕组；X3上绕制有L31和L32两个绕组。Lll首 端和系统A相连接，末端和L22末端相连；L21首端和系统B相连接，末端和L32 末端相连；L31首端和系统C相连接，末端和L12末端相连；L12、 L22、 L32的首 端连接到一起后和系统中性线N连接。
由于线圈2的六个绕组匝数相等，结构一致，按照上述方法连接后，零序磁通 相互抵消，对零序性质的电流表现为漏抗，为零序性质的谐波提供了低阻通道，从 而使零序性质的谐波电流在低压配电网中性线谐波抑制装置和非线性负载之间流 动，不流入系统，实现中性线谐波的抑制效果。
铁芯1的结构如图2所示，由三个在空间完全对称，空间位置角互差12(T的 芯柱X1、 X2和X3构成，铁轭为圆形，由上铁轭E1和下铁轭E2构成。由于三个芯 柱在空间完全对称，因此三相磁路分布是均匀的，零序磁通的补偿效果达到最佳， 有效地实现中性线谐波的滤除。
本实用新型的优点在于由于低压配电网零序滤波装置不需要电容器、机械零 件和电子控制设备，因此，具有体积小，成本低，受系统参数变化影响小；不会引 发谐波放大或谐波谐振等问题；免维护、过载能力强，可靠性高。
(请将图3中的的色去掉)
图1为本实用新型提供的一种低压配电网中性线谐波抑制装置原理图。由铁芯 l和线圈2两部分构成。铁芯1由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上铁轭E1、下铁轭 E2构成;线圈2由绕组Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32构成。
图2为本实用新型提供的一种低压配电网中性线谐波抑制装置铁芯结构图。由 三个在空间完全对称，空间位置角互差120。的芯柱X1、 X2和X3构成，铁轭为圆 形，由上铁轭E1和下铁轭E2构成。图3为本实用新型提供的一种低压配电网中性线谐波抑制装置铁芯结构侧视图。
具体实施方式
本实用新型提供的一种低压配电网中性线谐波抑制装置原理图如附图1所示， 由铁芯1和线圈2两部分构成。铁芯1由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上铁轭E1、 下铁轭E2构成；线圈2由绕组Lll、 L12、 L21、 L22、 L31、 L32构成。
如图1所示，铁芯1对应于A、 B、 C三相的三个芯柱上分别绕制有两个匝数相 同绕组，A、 B、 C三相芯柱分别由XI、 X2、 X3表示。XI上绕制有Lll和L12两个 绕组；X2上绕制有L21和L22两个绕组；X3上绕制有L31和L32两个绕组。Lll首 端和系统A相连接，末端和L22末端相连；L21首端和系统B相连接，末端和L32 末端相连；L31首端和系统C相连接，末端和L12末端相连；L12、 L22、 L32的首 端连接到一起后和系统中性线N连接。铁芯1的结构如图2所示，由三个在空间完 全对称，空间位置角互差120。的芯柱X1、 X2和X3构成，铁轭为圆形，由上铁轭 El和下铁轭E2构成。
权利要求1、低压系统零序谐波滤除装置，其特征在于包括铁芯(1)和线圈(2)两部分；铁芯(1)由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上铁轭E1、下铁轭E2构成；线圈(2)由绕组L11、L12、L21、L22、L31、L32构成；铁芯(1)对应于A、B、C三相的三个芯柱上分别绕制有两个匝数相同绕组，A、B、C三相芯柱分别由X1、X2、X3表示；三相芯柱X1上绕制有L11和L12两个绕组；三相芯柱X2上绕制有L21和L22两个绕组；三相芯柱X3上绕制有L31和L32两个绕组；绕组L11首端和系统A相连接，末端和绕组L22末端相连；绕组L21首端和系统B相连接，末端和绕组L32末端相连；绕组L31首端和系统C相连接，末端和绕组L12末端相连；绕组L12、L22、L32的首端连接到一起后和系统中性线N连接。
2、 按照权利要求1所述的装置，其特征在于铁芯(1)由三个在 空间完全对称，空间位置角互差120°的芯柱XI、 X2和X3构成，铁轭 为圆形，由上铁轭E1和下铁轭E2构成。
3、 按照权利要求1所述的装置，其特征在于线圈(2)的六个绕 组匝数相等，结构一致。
专利摘要一种低压系统零序谐波滤除装置，属于电能质量控制技术领域。包括铁芯(1)和线圈(2)两部分；铁芯(1)由芯柱X1、芯柱X2、芯拄X3和上铁轭E1、下铁轭E2构成；线圈(2)由绕组L11、L12、L21、L22、L31、L32构成；铁芯(1)对应于A、B、C三相的三个芯柱上分别绕制有两个匝数相同绕组。本实用新型的优点在于所述的低压系统零序谐波滤除装置不需要电容器、机械零件和电子控制设备，因此，具有体积小，成本低，受系统参数变化影响小；不会引发谐波放大或谐波谐振等问题；免维护、过载能力强，可靠性高。
文档编号H01F27/24GK201294382SQ20082012371
公开日2009年8月19日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者勇 侯, 单任仲, 宋祺鹏, 尹忠东, 张春江, 薛金会, 高明杰 申请人:华北电力大学;华北电网有限公司廊坊供电公司