三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統，該裝置可用于：鐵路牽引供電網和普通直流、單相、三相供電系統。該濾波裝置由電容器C2和電抗器L串聯再與電容器C1并聯最后和電阻器R串聯組成。在鐵路牽引供電系統中連接在接觸線T和地之間；在單相供電系統中連接在相線和零線之間；三相供電系統中將三個該濾波裝置采用Y型接法或三角型與系統中三個相線相連。該裝置能有效的避免無功功率的對外交流；不會對基波電網參數產生影響；因電容C2的存在，避免了因線路中存在因各種原因引起的直流分量造成電感飽和而引起的參數變化的情況。而且可以用于高壓直流輸電的直流環節濾波。該濾波裝置有廣泛的應用性。
【專利說明】三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電氣化鐵路供電和單相或者三相電力供電網高次諧波濾除【技術領域】，尤其是一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統。
【背景技術】
[0002]隨著國內電氣化鐵路的迅速發展，傳統的交-直型電力機車被越來越多的交-直-交大功率高速電力機車所替代。傳統的交-直整流型電力機車，其整流器一般為晶閘管相控整流器，這使其從供電網獲得工頻電能運行的同時向電網中注入諧波，其中以
3、5、7、9次等低頻段高次諧波為主。交-直-交電力機車采用脈寬調制(PWM)控制的四象限變流器，與傳統的交-直型電力機車相比，其功率因數接近為1，無需無功補償，低頻段的高次諧波得到了很好的抑制，但20次以上的高次諧波含量卻大大增加。高次諧波給交-直電力機車的正常運行帶來了一系列問題，同時易引發電網諧振。為此，常常需安裝高通濾波器來濾除高次諧波。
[0003]用于濾除高次諧波常用的有一階、二階、三階和C型高通濾波器，一階高通高通濾波器的優點是結構簡單，造價低，運行維護方便，缺點是工頻功率損耗大；二階高通濾波器濾波性能好，但是與三階相比，基波損耗還是比較高。三階高通濾波器比二階多一個電容，大大的減少了基波損耗，但是其結構復雜，參數設計困難。C型濾波器可大大減少基波損耗，但是其對基波頻率失諧參數漂移比較敏感。需注意的是，以上四種高通濾波器對外都有無功交流。對于功率因數接近于I的系統不需要額外的無功補償。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種三階阻基波高通濾波裝置及有該濾波裝置的電力供電系統，主要解決上述現有技術所存在的技術問題，它能有效的避免無功功率的對外交流，避免可能因電壓中存在直流分量而產生濾波器過流現象，避免基波下對原線路或裝置參數產生影響，提高供電質量和線路運行安全性。
[0005]為實現上述發明目的，本發明的技術方案是:
一種三階阻基波高通濾波裝置，其特征在于:它由電容器C2和電抗器L串聯形成結構一，結構一再與電容器Cl并聯形成結構二，結構二與電阻R串聯形成裝置。
[0006]一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是單相供電網；它包括如上所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置的一端與相線相連，另一端接零線。
[0007]—種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是三相電力供電系統；它是由三個如上所述的三階阻基波高通濾波裝置通過Y型接法是與三相供電系統相連，即三階阻基波高通濾波裝置的電阻端連接在一起，三個三階阻基波高通濾波裝置的另一端分別與三相供電系統的三個相線相連。
[0008]一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是三相電力供電系統；它是由三個如上所述的三階阻基波高通濾波裝置通過三角型接法是與三相供電系統相連，即三個三階阻基波高通濾波裝置相互連接構成封閉的三角形，三個三階阻基波高通濾波裝置之間的連接點分別與三相供電系統的三個相線相連。
[0009]一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是直流供電網；它包括如上所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置一端與直流正端相連，另一端與負端相連。
[0010]本發明的工作原理:在指定頻率(如工頻)下電容器C2電抗器L的串聯支路與電容Cl發生并聯諧振，不對外交流無功功率。因電容C2的存在，也避免了因線路中存在直流分量和直流脈動分量而產生裝置過電流現象。本裝置在高頻下具有高通性并且對高次諧波起到阻尼性，在低頻段的阻抗頻率曲線下降的比較快，對低頻段的高次諧波的阻尼作用也優于傳統高通濾波器。
[0011]與現有技術相比，本發明的優勢是:
1、在指定的頻率下，對外沒有無功功率的交流，不會因為濾波器的接入影響系統的無功功率。
[0012]2、在指定的頻率下，沒有該次頻率的電流流過電阻R，不會因為濾波器的接入產生相應的有功功率消耗。
[0013]3、在指定的頻率下，因阻抗無窮大，相當于開路，對原有電網的參數沒有影響，不會改變原有電網的基頻穩定性。
[0014]4、因與電抗器串聯的大容量電容的存在，避免了因線路中存在直流分量流過電感而產生電感飽和引起的失諧問題。
[0015]5、可以用于直流回路的高頻濾波，如直流輸電的高頻濾波。
[0016]6、與傳統的高通濾波器相比，不僅在高次諧波下具有高通性并且對高次諧振起到阻尼作用，對低頻段的高次諧波下也有一定的濾除效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明用于牽引供電三階阻基波濾波裝置的電路結構圖。
[0018]圖2是本發明用于直流供電系統三階阻基波濾波裝置的電路結構圖。
[0019]圖3是本發明用于單相和直流供電系統三階阻基波濾波裝置的電路結構圖。
[0020]圖4是本發明用于三相電力供電系統用三階阻基波濾波裝置的Y接電路結構圖。
[0021]圖5是本發明用于三相電力供電系統用三階阻基波濾波裝置的三角型接電路結構圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1所示，本發明的一種牽引供電用三階阻基波濾波裝置的【具體實施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯，再與電容器Cl并聯，最后與電阻R串聯構成三階阻基波濾高通濾波裝置。該裝置一段與牽引網接觸線相連，另一端接地。
[0023]實施例1
圖2所示，本發明的一種直流供電網用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯，再與電容器Cl并聯，最后與電阻R串聯構成三階阻基波高通濾波裝置。該裝置一端與直流正(+)相連，另一端直流負(-)相接。
[0024]實施例2
圖3所示，本發明的一種單相供電網用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯，再與電容器Cl并聯，最后與電阻R串聯構成三階阻基波高通濾波裝置。該裝置一端與相線相連，另一端接地。
[0025]實施例3
圖4所示，本發明的一種三相電力供電系統用三階阻基波高通濾波裝置的【具體實施方式】為:由電容器C2和電抗器L串聯，再與電容器Cl并聯，最后與電阻R串聯構成三階阻基波高通濾波裝置，三個該濾波裝置按Y型接法與三相供電系統相連，即三個該濾波裝置的任一端連接在一起，三個該濾波器的另一端分別與三相供電系統的三個相線(A相、B相、C相)相連。
[0026]實施例4
圖5所示，本發明的另一種三相電力供電系統用三階阻基波高通濾波裝置，其結構為:由電容器C2和電抗器L串聯，再與電容器Cl并聯，最后與電阻R串聯構成該高通濾波裝置，三個三階阻基波濾波裝置按三角型接法與三相供電系統相連，即三個單相濾波器相互連接，構成封閉的三角形，三階阻基波濾波裝置之間的連接點分別與三相供電系統的三個相線(A相、B相、C相)相連。
[0027]綜上所述僅為本發明的較佳配置實例設備而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
【權利要求】
1.一種三階阻基波高通濾波裝置，其特征在于:它由電容器02和電抗器[串聯形成結構一，結構一再與電容器并聯形成結構二，結構二與電阻I？串聯形成裝置。
2.一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是單相供電網；它包括如權利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置的一端與相線相連，另一端接零線。
3.一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是三相電力供電系統；它是由三個如權利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置通過V型接法是與三相供電系統相連，即三階阻基波高通濾波裝置的電阻端連接在一起，三個三階阻基波高通濾波裝置的另一端分別與三相供電系統的三個相線相連。
4.一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是三相電力供電系統；它是由三個如權利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置通過三角型接法是與三相供電系統相連，即三個三階阻基波高通濾波裝置相互連接構成封閉的三角形，三個三階阻基波高通濾波裝置之間的連接點分別與三相供電系統的三個相線相連。
5.一種有該濾波裝置的電力供電系統，其特征在于:它是直流供電網；它包括如權利要求1所述的三階阻基波高通濾波裝置，該三階阻基波高通濾波裝置一端與直流正端相連，另一端與負端相連。
【文檔編號】H02J3/01GK104393600SQ201410737249
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月8日 優先權日:2014年12月8日
【發明者】楊文煥, 陳斌, 楊迪瑞, 杜晨輝, 張建穎 申請人:上海坤友電氣有限公司