专利名称：自动跟踪调谐滤波装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于配电系统电能质量控制领域，特别是提供了一种自 动跟踪调谐滤波装置。
背景技术：
无源滤波器和有源滤波器是目前解决电力系统中谐波问题的主要 设备。无源滤波器结构简单、运行费用较低、既可补偿谐波也可实现无 功补偿，应用非常广泛，但是滤波器的参数易受外界因素的影响而发生 变化，导致滤波器偏离谐振状态，滤波效果变差。有源滤波器可对大小 和频率都变化的谐波进行实时补偿，克服了无源滤波器的缺点，具有技 术先进性，但其投资较高，控制复杂，短时间内在系统中广泛应用尚有 难度。本发明提出了一种新型动态自动跟踪调谐滤波器，用可控电抗器 代替传统无源滤波器中的电感，通过改变可控电抗器中晶闸管的触发角 来控制铁芯的饱和度以改变其等效电感，使滤波器在电容参数或系统工 况变化后重新锁定要求的谐振状态，从而实现滤波器的自动跟踪调谐。 相对有源滤波器来说，该自动跟踪调谐滤波器价格低廉，控制简单，并 且工作可靠，同时可以接入中、高压等级，具有广阔的应用前景。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种自动跟踪调谐滤波器，可以有效跟 踪自身调谐点的变化，实现最佳的滤除谐波的效果。
本实用新型包括可控电抗器l、滤波电容器2、控制晶闸管3、续 流二极管4。可控电抗器1为一种直流助磁式电抗器，它和滤波电容器 2串联构成单调谐滤波电路。可控电抗器1的中间主铁芯柱一分为二， 分别绕以上、下两个绕组，中间部分交叉连接。此外，绕组存在中间抽 头，抽头上接有两只对称布置的直流助磁晶闸管3，由此产生的直流助 磁在两个分裂铁芯柱内自我闭合而不向边柱铁芯流出。其结构如附图1 所示，即在四个绕组的中间部分通过自耦变压及可控整流，产生方向一 致的直流助磁，续流二极管4横跨在电抗器分裂芯柱绕组的交叉端点上， 完成晶闸管关断时的续流任务。可控电抗器1的主铁芯柱的中间部位设 有一个小截面(截面积为主铁芯柱截面积的三分之一)段，以便在磁通 较大时达到深度饱和状态。通过调节晶闸管的导通角可以调节电抗器铁 芯的饱和度，实现平滑调节电抗器等效电感的目的，最终实现根据滤波 电容和系统工况变化自动跟踪预定调谐点的目标。
通过直流助磁晶闸管的相位控制，产生直流偏磁电流使得可控电抗 器的铁芯磁通发生变化，从而实现可控电抗器的等效电感连续平滑控 制。由可控电抗器和滤波电容器串联构成调谐滤波电路，当由于滤波电 容参数发生偏移或系统运行工况发生改变时，可能造成调谐电路的失 谐，降低了滤波效果。而通过可控电抗器的自身调节作用，使得电抗器 电感的变化适应电容器的偏移或系统运行方式的变化，则可以自动跟踪 谐振点，动态实现最佳的调谐效果。采用可控电抗器和滤波电容器串联 构成自动跟踪调谐滤波器，实现最佳的自动跟踪调谐效果。
本实用新型的优点在于用可控电抗器代替传统无源滤波器中的电 感，通过改变可控电抗器中晶闸管的触发角来控制铁芯的饱和度以改变 其等效电感，使滤波器在电容参数或系统工况变化后可重新锁定要求的 谐振状态，从而实现滤波器的自动跟踪调谐。该自动跟踪调谐滤波器价 格低廉，控制简单，并且工作可靠，可以适用于中、高电压等级，具有 广阔的应用前景。
图1为本实用新型的可控电抗器的电路接线图。其中，可控电抗器
1、直流助磁晶闸管3、续流二极管4。， KPa和KPb分别为控制可控电抗 器1直流助磁的晶闸管3;
图2为本实用新型的可控电抗器小截面铁芯的磁路结构及工作状态 图的可控电抗器铁芯小截面示意图，图中Ayt为小截面铁芯截面面积， Ay为铁芯截面面积，lt为小截面铁芯长度。
图3为本实用新型的可控电抗器小截面铁芯的磁路结构及工作状态 图的小截面铁芯饱和时示意图，
图4为本实用新型的可控电抗器小截面铁芯的磁路结构及工作状态 图的小截面铁芯未饱和时的示意图，
图5为本实用新型的可控电抗器小截面铁芯的磁路结构及工作状态
图的小截面铁芯的等效模型，图中，F为磁势，小为磁通，Rq为空气磁 阻，Rt为铁芯磁阻。
图6为本实用新型的可控电抗器与滤波电容器构成的自动跟踪调谐 滤波器的原理接线图。
具体实施方式
图1 图6为本实用新型的一种具体实施方式
。包括可控电抗器
1、滤波电容器2、控制晶闸管3、续流二极管4。可控电抗器l为一种 直流助磁式电抗器，它和滤波电容器2串联构成单调谐滤波电路。可控 电抗器l的中间主铁芯柱一分为二，分别绕以上、下两个绕组，中间部 分交叉连接。此外，绕组存在中间抽头，抽头上接有两只对称布置的直 流助磁晶闸管3，由此产生的直流助磁在两个分裂铁芯柱内自我闭合而 不向边柱铁芯流出。其结构如附图l所示，即在四个绕组的中间部分通 过自耦变压及可控整流，产生方向一致的直流助磁，续流二极管4横跨 在电抗器分裂芯柱绕组的交叉端点上，完成晶闸管关断时的续流任务。 可控电抗器l的主铁芯柱的中间部位设有一个小截面段，以便在磁通较 大时达到深度饱和状态。通过调节晶闸管的导通角可以调节电抗器铁芯 的饱和度，实现平滑调节电抗器等效电感的目的，最终实现根据滤波电 容和系统工况变化自动跟踪预定调谐点的目标。
权利要求1、一种自动跟踪调谐滤波装置，其特征在于包括可控电抗器(1)、滤波电容器(2)、直流助磁晶闸管(3)、续流二极管(4)；可控电抗器(1)为一种直流助磁式电抗器，它和滤波电容器(2)串联构成单调谐滤波电路；可控电抗器(1)的中间主铁芯柱一分为二，分别绕以上、下两个绕组，中间部分交叉连接；绕组存在中间抽头，抽头上接有两只对称布置的直流助磁晶闸管(3)，续流二极管(4)横跨在电抗器分裂芯柱绕组的交叉端点上，可控电抗器(1)的主铁芯柱的中间部位设有一个小截面段。
2、 按照权利要求l所述的自动跟踪调谐滤波装置，其特征在于所述的截面积为主铁芯柱截面积的三分之一。
专利摘要一种自动跟踪调谐滤波装置，属于配电系统电能质量控制领域。包括可控电抗器(1)、滤波电容器(2)、直流助磁晶闸管(3)、续流二极管(4)；可控电抗器(1)为一种直流助磁式电抗器，它和滤波电容器(2)串联构成单调谐滤波电路；续流二极管(4)横跨在电抗器分裂芯柱绕组的交叉端点上。通过调节晶闸管的导通角调节电抗器铁芯的饱和度，实现平滑调节电抗器等效电感的目的，最终实现根据滤波电容和系统工况变化自动跟踪预定调谐点的目标。优点在于用可控电抗器代替传统无源滤波器中的电感，使滤波器在电容参数或系统工况变化后可重新锁定要求的谐振状态，实现滤波器的自动跟踪调谐；并且工作可靠，可以适用于中、高电压等级，价格低廉，控制简单。
文档编号H01F29/02GK201188543SQ20082008025
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者任智慧, 周丽霞, 尹忠东, 王子强, 王志坚, 王苗苗, 马晓蕾 申请人:华北电力大学