一種可適應諧波分量增加的rc濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于新能源微電網的可適應諧波分量增加的RC濾波器，屬于繼電保護技術領域。
【背景技術】
[0002]對于以即插即用方式靈活并離網運行的微電網，現有的繼電保護設備已經不能適應，必須研宄新原理、新方式的繼電保護。微電網繼電保護的裝置需要適應并離、網兩種運行方式，在兩種模式下均應滿足快速性、可靠性、靈敏性、選擇性的要求。
[0003]在并網運行時，當儲能電站內部短路，故障電流的特性與大電網故障特性相同；而儲能電站由電力電子設備逆變發電，在與配電網斷開獨立運行時，在微電網內部出現故障，由于短路電流受到IGBT容量限制，不能提供足夠的短路電流。因此微電網在離網后，傳統的故障模型和分析方法不再適用，傳統繼電保護的判據將部分、或者全部失效。
[0004]當微電網離網后發生短路故障時，雖然微電網逆變器提供的短路一般只有1.2倍的額定電流，但是逆變器提供的短路電流帶有顯著的特征:諧波分量在短路瞬間突然增大。因此，亟需一種可以適應諧波分量增加的濾波器。
【發明內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提出一種可以適應微電網諧波特征的濾波器。
[0006]本實用新型為解決上述技術問題提出的技術方案是:一種用可適應諧波分量增加的RC濾波器，包括:兩個串聯的濾波電路，所述濾波電路包括串聯在輸入端的第一和第二電阻；所述第二電阻連接在一個運算放大器的同相輸入端；所述運算放大器的異相輸入端通過第三電阻與電源的地連接；所述運算放大器的輸出端通過第四電阻反饋到所述運算放大器的異相輸入端；所述運算放大器的輸出端還通過第一電容連接到所述第一和第二電阻的節點；所述運算放大器的同相輸入端還通過第二電容和第五電阻與電源的地連接。
[0007]本實用新型提供的可適應諧波分量增加的RC濾波器，利用有源RC濾波電路構建兩級結構的濾波器，第一級相頻超前，適當存在諧振超調現象。第二級采用幅頻滯后將轉折點取在第一級超調附近抑制超調，同時將相頻超前降低，同時，在濾波電容旁增加電阻，在諧波分量突然增加時，該電阻可以有效分流。在微電網諧波增量保護中使用，取得了高增益、小延時的效果，使得諧波增量保護外特性具有非常好的魯棒性。
[0008]上述方案的進一步的改進在于:所述第一電阻的阻值與第二電阻的阻值之和等于第三電阻的阻值。
[0009]上述方案的進一步的改進在于:所述第四電阻的阻值與所述第五電阻的阻值相等。
[0010]上述方案的進一步的改進在于:所述第一電阻的和第二電阻是可調電阻。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0012]圖1是本實用新型一個優選的實施例電路結構示意圖。
【具體實施方式】
實施例
[0013]本實施例的可適應諧波分量增加的RC濾波器如圖1所示，包括兩個串聯在一起的濾波電路。兩個濾波電路結構一致，其中第一濾波電路包括串聯在輸入端的電阻Rl和電阻R2 ;電阻R2連接在運算放大器Ul的同相輸入端；運算放大器Ul的異相輸入端通過電阻R3與電源的地連接；運算放大器Ul的輸出端通過電阻R4反饋到運算放大器Ul的異相輸入端；運算放大器Ul的輸出端還通過電容Cl連接到電阻Rl和電阻R2的節點；運算放大器Ul的同相輸入端還通過電容C2和電阻R5與電源的地連接。
[0014]另一濾波電路與前一個一致，包括串聯在輸入端的電阻R6和電阻R7 ;電阻R7連接在運算放大器U2的同相輸入端；運算放大器U2的異相輸入端通過電阻R8與電源的地連接；運算放大器U2的輸出端通過電阻R9反饋到運算放大器U2的異相輸入端；運算放大器U2的輸出端還通過電容C4連接到電阻R6和電阻R7的節點；運算放大器U2的同相輸入端還通過電容C5和電阻RlI與電源的地連接。
[0015]本實施例中，采用的元件值的關系為:
[0016]第一濾波電路:R1+ R2= R3，R4=R5，其中，R5/R3 =放大倍數；
[0017]第二濾波電路:R6+R7=R8，R9=R11,
[0018]C2越大，一階低通效果截至頻率越低；
[0019]Cl為二階濾波電容，當Cl小于中心頻率點所對應的電容值時，體現為相頻滯后；當Cl大于中心頻率點所對應的電容值體現為相頻超前。Cl越接近諧振點幅頻震蕩越明顯。根據需要，使用第一級使得相頻超前，適當存在諧振超調現象。第二級采用幅頻滯后將轉折點取在第一級超調附近抑制超調，同時將相頻超前降低。
[0020]當需要對濾波性能進行調節的時，對第一濾波器來說，需要同時調節Rl和R2 (保證Rl與R2的和與R3相等)；
[0021]當Rl減小，R2增大時，濾波器趨向巴特沃斯濾波器，幅頻沒有超調，但濾波效果不佳，延時大；但不會對任何頻段噪音產生放大，適合于噪音帶寬不明顯的環境，延時大，實時性較差。
[0022]當Rl增加，R2減小時，濾波器趨向切比雪夫濾波，幅頻特性有超調，但濾波效果好，延時小；缺點是會對某些頻段信號放大，適合噪音帶寬明顯且與待測信號頻率區分較遠的環境，延時小，實時性較高。
[0023]同樣的道理，對第二濾波器進行調節的時候，則同時調節第六和第七電阻。
[0024]本實用新型不局限于上述各實施例，凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種可適應諧波分量增加的Re濾波器，其特征在于包括:兩個串聯的濾波電路，所述濾波電路包括串聯在輸入端的第一和第二電阻；所述第二電阻連接在一個運算放大器的同相輸入端；所述運算放大器的異相輸入端通過第三電阻與電源的地連接；所述運算放大器的輸出端通過第四電阻反饋到所述運算放大器的異相輸入端；所述運算放大器的輸出端還通過第一電容連接到所述第一和第二電阻的節點；所述運算放大器的同相輸入端還通過第二電容和第五電阻與電源的地連接。
2.根據權利要求1所述的可適應諧波分量增加的RC濾波器，其特征在于:所述第一電阻的阻值與第二電阻的阻值之和等于第三電阻的阻值。
3.根據權利要求1所述的可適應諧波分量增加的RC濾波器，其特征在于:所述第四電阻的阻值與所述第五電阻的阻值相等。
4.根據權利要求1所述的可適應諧波分量增加的RC濾波器，其特征在于:所述第一電阻的和第二電阻是可調電阻。
【專利摘要】本實用新型涉及一種可適應諧波分量增加的RC濾波器，屬于繼電保護技術領域。該濾波器包括：兩個串聯的濾波電路，所述濾波電路包括串聯在輸入端的第一和第二電阻；所述第二電阻連接在一個運算放大器的同相輸入端；所述運算放大器的異相輸入端通過第三電阻與電源的地連接；所述運算放大器的輸出端通過第四電阻反饋到所述運算放大器的異相輸入端；所述運算放大器的輸出端還通過第一電容連接到所述第一和第二電阻的節點；所述運算放大器的同相輸入端還通過第二電容和第五電阻與電源的地連接。該濾波器在微電網諧波增量保護中使用，取得了高增益、小延時的效果，使得諧波增量保護外特性具有非常好的魯棒性。
【IPC分類】H03H7-01
【公開號】CN204425290
【申請號】CN201520150558
【發明人】閆濤, 李正力, 胡麗明, 呂海超, 于浩然
【申請人】國家電網公司, 許繼集團有限公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院, 南京國網電瑞繼保科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月17日