专利名称：借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种提高变压器网络运行品质的装置，配套装置在电 力变压器的两侧。具体的说是一种借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐 波的装置。
背景技术：
配电网络电能谐波管理的基本目标是要实现与供电局域电网能源交接 点的电能质量满足国家电能质量规范要求，依据中华人民共和国电能质量
国家标准GB/14549-93《公用电网的谐波标准》，结合本级局域电网实际测 试电能质量技术数据，考虑到目前实际电能质量治理效果要求和工程措施 投资成本均衡的要求，采取在关键电能质量问题点集中采取滤波措施的方 法，实现对电网关键点包括谐波、功率因数等电能质量指标达标。
高压侧的谐波电流超出国标标准是目前国内电网较为常见的现象。从进 线开关进入母线系统后，母线上挂了近百个负载，独立补偿显然不现实也 不经济，进线却只有一用一备两路。如果能在进线处进行补偿，只要一套 有源动态滤波器系统就可以实现滤除谐波在国标范围内的目标。然而进线 处的电压是10KV的高压，而市场上的有源动态滤波器基本上都是低压产 品，市面上还没有电压等级为10KV高压产品。但是，滤除高压侧网络谐 波的工作已到了十分迫切的时刻。 发明内容本实用新型的目的是设计一种借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐 波的装置。该装置借助于管理电路实现用低压有源滤波器滤除高压侧网络 谐波，有效的改善电网的品质。
本实用新型的关键设计思想是借助于升压变压器实现低压补偿电流在 高压侧进线处的注入。具体的技术方案中该装置包括一个低压有源滤波器， 以及与其配套设置的互感器采样机构。关键设计在于电力变压器单母线运 行方式下，配套设置的互感器采样机构中的交流互感器是设置在变压器高 压侧处于运行模式的进线上。所采集到的在线的、包含电力变压器高压侧 网络谐波状态的电流信号送至低压有源滤波器上的控制信号输入端，进入 有源滤波器中谐波信号转化为数字脉冲调制信号、驱使功率模块通过线路 电抗器将输出的电流注入在同比升压变压器的迸线端，补偿电流从升压变 压器的出线端引出注入原电力变压器的高压侧。
本技术方案的积极效果是:能够借助现有的低压有源滤波器产对电力变 压器高压侧网络实现补偿电流的有效注入。现有的有源滤波器可以在线实 时监测线路电流状态的变化，并把被监测到的谐波转化为数字信号处理器 中的数字信号，同时产生一系列宽频脉冲调制信号，并驱使功率模块通过 线路电抗器向电网输出相位正好与电网谐波电流相反而大小相同的电流， 两种电流正好相互抵消，从而达到滤除谐波，净化电网电流的目的。所以， 只需要按照对应的电力变压器变压比对补偿电流数据作出适应性调整很容 易实现本发明目的。
借助本装置可以实现闭环反馈控制，这给用户带来的好处是它无需特别的测量设备就可以实现精确的滤波功能，产品结构中采用了数字式控制 器，更增强了它在滤波方面的适应性和准确性。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是一线一备模式时，交流接触器采样点自动切换控制的示意图。 图中的10KV1、 10KV2代表高压侧进线，HA1—HA13代表高压开关， HA4-1、 HA4-2分别代表高压开关机构HA4同步驱动的常开开关触点及常 开开关触点，HA13-1、 HA13-2分别代表高压开关机构HA13同步驱动的常 开开关触点及常开开关触点，KT1一KT4代表控制电路中的时间继电器， KT2-1， KT4-1是常开开关触点，KTl-2， KT3-2是常闭开关触点，CT1， CT2代表采样的交流互感器，Ll, L2代表低压开关，T代表同比升压变压 器，S代表有源滤波器。
以下结合附图进一步说明本实用新型的发明目的是如何实现的具体实施方式
结合以上附图可以看出本实用新型是一种借助低压有源滤波器滤除高 压侧网络谐波的装置。该装置包括一个低压有源滤波器S，以及与其配套 设置的互感器采样机构。关键设计思想是在电力变压器单母线运行方式 下，配套设置的互感器采样机构中的交流互感器CT1设置在变压器高压侧 处于运行模式的进线上，所采集到的在线的、包含电力变压器高压侧网络 谐波状态的电流信号送至低压有源滤波器S上的控制信号输入端，进入有 源滤波器S中谐波信号转化为数字脉冲调制信号、驱使功率模块通过线路电抗器将输出的电流注入在同比升压变压器T的进线端，补偿电流从升压 变压器T的出线端引出注入原电力变压器的髙压侧的对应进线上，使注入 补偿电流和谐波电流在该进线线系统上进行抵消，从而抑制谐波电流流入 电网，达到谐波滤除的目的。
为了保证注入的电流不产生相移，同比升压变压器T是YyO接线方式、 低于4%的阻抗电压的变压器。具体的应用中，所说的升压变压器既用于给 有源滤波器的供电又直接利用该同比的变压器来实现补偿电流的升压并反 注入谐波电流，主要考虑5次和7次谐波。理论上它应没有相移、损耗和 时滞，保证反注入电流及时注入到变压器髙压侧的母线系统中以和原系统 中的谐波电流抵消，从而起到抑制谐波进入电网的目的。
以上所说的借助低压有源滤波器滤除髙压侧网络谐波的装置中的有源 滤波器S是比利时ABB公司生产的无功功率补偿器。
为有利于操作管理，以上所说的有源滤波器滤除高压侧网络谐波的装 置中，交流互感器CT1的输出端是借助于配套管理电路中的控制继电器 KT1中的常开触点开关KT1-1串接在有源滤波器S的控制信号端，同时该 输出端上并联上一个受控制继电器(KT2)操控的常闭触点开关(KT2-2)。
为了适应实际应用时的需要，高压电力变压器往往采取一线一备的运行 模式。如上所说的电力变压器单母线运行方式下采用互为一进一备的双线 管理模式时，所配套设置的互感器采样机构中的交流互感器为两个(CT1， CT2)，分别设置在变压器髙压侧对应的进线10KV1和其备用进线10KV2 上，其输出端分别借助于配套管理电路中的控制的继电器(KT1， KT3)中的常开触点开关(KT1-1， KT3-1)并接在有源滤波器S的控制信号端，同 时以上所以说的交流互感器(CT1，CT2)的输出端上并联控制继电器(KT2， KT4)操控的常闭触点开关(KT2-2， KT4-2)。
谐波电流采样电路主要由两套电流互感器(CT1， CT2)并在自动切换 控制电路实现。目的是要实现10KV进线1和10KV进线2间切换时，谐 波电流采样也自动进行相应的切换，达到实时监测的目的和在线实施调控。 从而使得一线一备时只需一套有源滤波器即可以实现全过程补偿。利用髙 压开关HA4和HA13的相互切换，以及管理电路中的控制时间继电器的得 失电来实现采样点的自动切换。具体工作过程如下
两路线都不供电状态所有时间继电器都不得电，相应触点保持常态， 艮PKT1-1常闭、KT2-2常开，CT1处于短路状态；KT3-1常闭、KT4-2常 开，CT2处于短路状态。
过程一都不得电状态到HA4闭合，进线10KV1供电，时间继电器 KT1、 KT2得电，常开触点KT2-2闭合，常闭触点KT1-1延时断开，此时 KT3-1仍保持闭合，KT4-2仍保持开路。
过程二都不得电状态到HA13闭合，进线10KV2供电，时间继电器 KT3、 KT4得电，常开触点KT4-2闭合，常闭触点KT3-1延时断开，此时 KT1-1保持闭合，KT2-2保持开路。
过程三HA4断开，HA13闭合，进线10KV2供电，时间继电器KT1、 KT2失电，KT1-1转换为闭合，KT2-2延时断开；时间继电器KT3、 KT4 得电，常开触点KT4-2闭合，常闭触点KT3-1延时断开。过程四HA13断开，HA4闭合，进线10KV1供电，时间继电器KT3、 KT4失电，KT3-1闭合，KT4-2延时断开；时间继电器KT1、 KT2得电， 常开触点KT2-2闭合，常闭触点KT1-1延时断开。
以上所说的借助升压变压器T的输出端与高压侧网络的补偿电流注入 点是通过控制开关HA1实现连接，升压变压器T的输入端与有源滤波器S 的输出端是通过低压进线开关(Ll， L2)实现连接。
权利要求1、一种借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的装置，该装置包括一个低压有源滤波器(S)，以及与其配套设置的互感器采样机构，其特征在于电力变压器单母线运行方式下，配套设置的互感器采样机构中的交流互感器(CT1)设置在变压器高压侧处于运行模式的进线上，所采集到的在线的、包含电力变压器高压侧网络谐波状态的电流信号送至低压有源滤波器(S)上的控制信号输入端，进入有源滤波器(S)中谐波信号转化为数字脉冲调制信号、驱使功率模块通过线路电抗器将输出的电流注入在同比升压变压器(T)的进线端，补偿电流从升压变压器(T)的出线端引出注入原电力变压器的高压侧的对应进线上。
2 、根据权利要求1所说的借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的 装置，其特征在于所说的同比升压变压器(T)是YyO接线方式、低于4 %的阻抗电压的变压器。
3 、根据权利要求1所说的借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的 装置，其特征在于所说的有源滤波器(S)是比利时ABB公司生产的无 功功率补偿器。
4、根据权利要求3所说的借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的装 置，其特征在于所说的交流互感器(CT1)的输出端是借助于配套管理电 路中的控制继电器(KT1)中的常开触点开关(KT1-1)串接在有源滤波器(S)的控制信号端，同时该输出端上并联上一个受控制继电器(KT2) 操控的常闭触点开关(KT2-2)。
5、 根据权利要求1所说的借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的 装置，其特征在于所说的电力变压器单母线运行方式下采用互为一进一备 的双线管理模式时，所配套设置的互感器采样机构中的交流互感器为两个(CT1， CT2)，分别设置在变压器高压侧对应的进线(10KV1)和其备用 进线(10KV2)上，其输出端分别借助于配套管理电路中的控制的继电器(KT1， KT3)中的常开触点开关(KT1-1, KT3-1)并接在有源滤波器(S ) 的控制信号端，同时以上所以说的交流互感器(CT1， CT2)的输出端上并 联控制继电器(KT2， KT4)操控的常闭触点开关(KT2-2， KT4-2)。
6、 根据权利要求1所说的借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的 装置，其特征在于所说的升压变压器(T)的输出端与高压侧网络的补偿电 流注入点是通过控制开关(HA1)实现连接，升压变压器(T)的输入端与 有源滤波器(S)的输出端是通过低压进线开关(Ll， L2)实现连接。
专利摘要本实用新型是一种借助低压有源滤波器滤除高压侧网络谐波的装置。用于改善电力变压器的供电品质。该装置包括一个低压有源滤波器，以及与其配套设置的互感器采样机构。关键在于电力变压器单母线运行方式下，配套设置的互感器采样机构中的交流互感器设置在变压器高压侧处于运行模式的进线上，所采集到的高压侧网络谐波状态的电流信号送至低压有源滤波器上的控制信号输入端，驱使功率模块通过线路电抗器将输出的电流注入在同比升压变压器的进线端，补偿电流从升压变压器的出线端引出注入原电力变压器的高压侧的对应进线上。
文档编号H02J3/01GK201134674SQ20072017080
公开日2008年10月15日 申请日期2007年11月14日 优先权日2007年11月14日
发明者李瑞常, 罗自永 申请人:深圳市库马克新技术有限公司