一种高压电力滤波装置的谐振点调试回路及调试方法与流程

本发明涉及电能质量领域，尤其涉及一种高压电力滤波装置的谐振点调试回路及调试方法。

背景技术：

为了保证电力系统的可靠正常运行，提高电力系统稳定性和电能质量，需要对电网的谐波进行治理。

近年来，电力电子技术的迅速发展和在电力系统、交通、工业设备及家庭生活中的广泛应用，谐波的危害也日益严重。谐波会令电能的产生、传输、使用效率降低，谐波导致了电力系统中电压和电流的波形发生畸变，并且同次频率的谐波电压和谐波电流会产生同次谐波的有功功率和无功功率损耗，既导致了电网电压降低，又引起了电力系统容量的浪费。电气设备也会在谐波的作用下过热，产生震动和噪声干扰，加速绝缘的老化，严重影响使用寿命，如果不加以控制，甚至会导致故障和烧毁。此外，谐波也会引发电网中发生局部的串联谐振和并联谐振，放大了谐波含量，导致电容器、电抗器的设备的毁坏。谐波也会给继电保护设备带来问题，引起继电保护装置误动作，严重威胁了供配电系统的稳定和安全运行，造成不必要的后果。对于电力系统外部的计算机网络、有线卫视、通信等弱电设备，电力系统中谐波通过传导、电磁感应等方式进行耦合，对这些系统产生较大的干扰，谐波也会对通信设备和电子器件造成严重影响。

常用的滤波方式为有源滤波方式和无源滤波方式，无源电力滤波装置因其具有安全性好、可靠性高、电路结构简单、造价低、运行成本低的优点，广泛应用于电力系统中。

在高压电力滤波装置的实际使用中，各滤波支路的谐振点是装置安全运行及达到设计预期效果的关键。由于存在元器件制造偏差等因素，在实际应用中必须对高压滤波装置在谐振点进行调试。

高压滤波装置的滤波支路主要是滤波电容器和滤波电抗器组成。其工作原理是公知的常识，但是调试的仪器、方法各不相同。

文件cn203502518u中公开了一种便携式并联电力滤波器调谐调试测试箱，提到了调谐调试的电路，测试电路包括电压表、大功率数字信号发生器、电阻、电流表和连接线。

从文件cn203502518u可知：1）大功率数字信号发生器为电压源；2）测量回路中通过使用单刀双掷开关实现电容电抗回路、电容器、电抗器电压的测量。由于测量回路中存在电阻，在调试过程中测量时，测量3种电压时，回路阻抗值均不同，其电流值各不同，其电压值误差比较大。另外，对于滤波电抗器叠装时，此测量电路测量时误差也很大。

综上所述，高压电力滤波装置的谐振点调试回路及调试方法是需要解决的技术。

技术实现要素：

为了解决上述问题，提高高压电力滤波装置谐振点调试效率、准确性，本发明一种提供高压电力滤波装置的谐振点调试电路及调试方法。

本发明所采用的技术方案如下。

本发明提供一种高压电力滤波装置的谐振点调试回路，高压电力滤波装置的滤波支路主要是滤波电容器和滤波电抗器组成,调试回路主要由滤波电容器、滤波电抗器、谐波信号发生器、电流表、双通道示波表和连接导线构成。谐波信号发生器、滤波电容器、滤波电抗器、电流表依次通过连接导线构成回路。双通道示波表由a端口、b端口、com端口组成,com端口为公共接线,a端口、com端口组成测量通道a,b端口、com端口组成测量通道b。双通道示波表的com端口接至滤波电容器、滤波电抗器连接处,双通道示波表的a端口接至滤波电抗器、电流表连接处,双通道示波表的b端口接至谐波信号发生器、滤波电容器连接处。

谐波信号发生器选用电流源型信号发生器,频率范围0~3khz,电流0~5a。

双通道示波表有a、b测量通道,可以测量交直流电压、电流、频率，选用电压测量档。

电流表选用数字电流表或者数字万用表,电流0~5a。

连接导线材料为2.5mm²的铜导线。

进一步的,谐波信号发生器也可选用便于携带的小功率谐波电源。

进一步的,双通道示波表也可选用多通道示波表或者多通道示波器，测量通道a，b与回路中接线位置可以调换。

进一步的,滤波电抗器采用干式空芯、饼式结构，电感量连续可调型，噪声小于70分贝。

进一步的,滤波电抗器三相叠装时,谐波信号发生器、电流表选用3台(块)。

进一步的,滤波电抗器三相叠装时,三相支路的滤波电容器、滤波电抗器连接处先并联后再与com端口连接,双通道示波表依次测量a、b、c相调试回路的电压值,双通道示波表的a端口、b端口依次接入a、b、c相调试回路。

本发明还提供了一种高压电力滤波装置的谐振点调试方法，该方法包括以下步骤：

(1)谐振点调试频率确定：已知滤波电容器的电容c、滤波电抗器的电感l,根据公式来计算设计的工作谐振频率fn，

（a）

考虑到温度变化、电力系统负荷变化因素影响，调试频率fnt接近fn值；

(2)调试回路连接：谐波信号发生器、滤波电容器、滤波电抗器、电流表依次通过连接导线构成回路,双通道示波表的com端口接至滤波电容器、滤波电抗器连接处,双通道示波表的a端口接至滤波电抗器、电流表连接处,双通道示波表的b端口接至谐波信号发生器、滤波电容器连接处；

(3)调试：将谐波信号发生器的频率至fn、电流设定值i，观察双通道示波表a、b通道的读数，即滤波电抗器、滤波电容器的电压值vl、vc，如果vl>vc,减小滤波电抗器间的气隙，使电感值减小，如果vl<vc,增加滤波电抗器间的气隙，使电感值增大，反复调节电感值，可微调频率值，直至vl值略小于vc，记录此时的调试频率fnt、调试电流i、滤波电抗器电压值vl、滤波电容器电压值vc，再把双通道示波表的com端口接至谐波信号发生器、滤波电容器连接处，记录此时滤波回路电压v0值；

(4)效验：根据记录的调试频率fnt、调试电流i、滤波电抗器电压值vl、滤波电容器电压值vc、滤波回路电压v0值，来计算调试回路中的滤波电容器电容ct、滤波电抗器电抗lt、调试频率fnt，如果频率fnt0接近fn，调试结束，否则需重复步骤(3)直至满足要求。

本发明的有益效果是：减小高压电力滤波装置谐振点调试过程中的误差，提高调试的准确性，提高工作效率。

本发明调试回路简单，调试方法适用，可以使的高压滤波装置长期安全、稳定、可靠工作的要求。

附图说明

图1为本发明的调试回路示意图。

图2为图1的电路图。

图3为滤波电抗器三相叠装时调试回路示意图。

图中，1-滤波电容器；2-滤波电抗器；3-谐波信号发生器；4-电流表；5-双通道示波表；6-连接导线;

51-a端口；52-com端口；53-b端口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

从图1和图2可知：

高压电力滤波装置的滤波支路主要是滤波电容器(1)和滤波电抗器(2)组成,调试回路主要由滤波电容器(1)、滤波电抗器(2)、谐波信号发生器(3)、电流表(4)、双通道示波表(5)和连接导线(6)构成。谐波信号发生器(3)、滤波电容器(1)、滤波电抗器(2)、电流表(4)依次通过连接导线(6)构成回路。双通道示波表(5)由a端口(51)、b端口(52)和com端口(51)组成,com端口(51)为公共接线,a端口(51)、com端口(52)组成测量通道a,b端口(53)、com端口(52)组成测量通道b。双通道示波表(5)的com端口(52)接至滤波电容器(1)、滤波电抗器(2)连接处,双通道示波表(5)的a端口(51)接至滤波电抗器(2)、电流表(4)连接处,双通道示波表(5)的b端口(53)接至谐波信号发生器(3)、滤波电容器(1)连接处。

从图3可知：

进一步的,滤波电抗器(2)三相叠装时,三相支路的滤波电容器(1)、滤波电抗器(2)连接处先并联后再与com端口(52)连接,双通道示波表(5)依次测量a、b、c相调试回路的电压值,a相调试电压值实线所示，b、c相调试回路如虚线所示。

通过实例1来说明高压电力滤波装置的谐振点调试方法。

实例1：

步骤(1)谐振点调试频率确定：

滤波电容器的电容c=6.9759μf，滤波电抗器的电感l=30.8209mh，可计算

fn=343.24hz;

步骤(3)调试：

调试频率fnt=343.3hz、调试电流i=1a、滤波电抗器电压值vl=62.8v、滤波电容器电压值vc=62.6v、滤波回路电压v0=1.927v;

步骤(4)效验：

根据欧姆定律公式计算出：

滤波电容器电容ct=7.405μf，滤波电抗器电抗lt=29.114mh。

根据公式（a）计算出：fnt0=342.75hz。计算的调试频率值比设计的工作频率fn小0.49hz，调试方法有效、准确。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。