主要内容

三相谐波滤波器

使用RLC组件实现四种三相谐波滤波器

  • 库:
  • 模拟/电气/专用电力系统/被动式

  • 三相谐波滤波块

描述

三相谐波滤波器块模型三相谐波滤波器,它是电力系统中用于降低电压失真和校正功率因数的分流元件。非线性元件,如电力电子变换器,产生谐波电流或谐波电压,注入电力系统。由此产生的流过系统阻抗的畸变电流产生谐波电压畸变。谐波滤波器通过在低阻抗路径中转移谐波电流来减少失真。谐波滤波器在基频处具有电容性,因此它们也用于产生变换器所需的无功功率和功率因数校正。

为了达到可接受的失真,几组不同类型的滤波器并联连接。最常用的过滤器类型有:

  • 带通滤波器,用于过滤最低阶谐波,如5阶、7阶、11阶和13阶谐波。带通滤波器可以单频率调谐(单调谐滤波器)或双频率调谐(双调谐滤波器)。

  • 高通滤波器,用于过滤高次谐波和覆盖广泛的频率范围。一种特殊类型的高通滤波器,c型高通滤波器,用于提供无功功率和避免并联谐振。它还允许对低阶谐波(如三阶)进行滤波,同时在基频保持零损耗。

三相谐波滤波器块是由RLC元素构建的。电阻、电感和电容值由滤波器类型和以下参数确定:

  • 额定电压下的无功功率

  • 调整频率

  • 质量的因素。质量因子是衡量调谐频率的锐度的指标。它由电阻值决定。

类可以建模的四种类型的过滤器三相谐波滤波器块如下图所示:

最简单的滤波器类型是单调谐滤波器。下图给出了质量因子的定义给出了无功功率的计算公式C和损失(有功功率P).质量因素滤波器的质量因子是调谐频率下的电抗质量因子= (nXl)/R.质量因子决定带宽B,表示调谐频率的锐度。

调谐谐波阶

nfn/f1 X C / X l

品质因数

nXl/RXC/(nR

带宽

Bfn/

无功功率f1

C= (V2/XC·n2/(n2- 1)

有功功率f1(损失)

P≈(C/·n/(n2- 1)

地点:

  • f1基频

  • ω= 2πf1角频率

  • fn调谐频率

  • n=调和阶= (fn/f1

  • V=标称线路电压

  • Xl=电感基频电抗=lω

  • XC=电容基频电抗= 1/(Cω

双调谐滤波器执行与两个单调谐滤波器相同的功能,尽管它有某些优点:它的损耗要低得多,并且在两个调谐频率之间产生的平行谐振频率的阻抗幅值更低。

双调谐滤波器由串联LC电路和并联RLC电路组成。如果f1而且f2是两个调谐频率,串联电路和并联电路都调谐到近似平均几何频率, f f 1 f 2

双调谐滤波器的质量因子Q定义为平行L和R元素在平均频率处的质量因子fR/(左·2πf

高通滤波器是一种单调谐滤波器,其中L和R元件并联而不是串联。这种连接导致宽带滤波器在高频处的阻抗受电阻R的限制。

高通滤波器的质量因子为并联RL电路在调谐频率处的质量因子:R/(左·2πfn

c型高通滤波器是高通滤波器的一种变体,其中电感L被一个在基频调谐的串联LC电路所取代。在基频时,电阻被谐振LC电路绕过,损耗为零。

c型滤波器的质量因子仍然由以下比例给出:R/(左·2πfn

下图给出了R、L和C的值,以及应用于60 Hz网络的四种滤波器的典型阻抗-频率曲线。每个过滤器的额定电压为315千伏和49 MVAr。

该图说明了一个单调谐滤波器在315千伏和49 MVAr与五阶谐波滤波器时30.

该图说明了双调谐滤波器在315 kV和49 MVAr与11和13阶谐波滤波器时16

该图说明了在315kv和49mvar的高通滤波器与24阶谐波滤波器时10

该图说明了在315kv和49mvar下的c型高通滤波器与三阶谐波滤波器1.75

港口

保护

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与A相电气端子相关联的专用电保护端口。

与B相电气端子相关联的专用电保护端口。

与C相电端子相关联的专用电保护端口。

与中性电端子相关联的专用电保护端口。

参数

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选择四种筛选器类型之一。

选择三个过滤器分支的连接。

Y(接地)

中性是接地的。

Y(浮动)

中立是不可接近的。

Y(中性)

中性点可通过第四个连接器访问。

δ

三个相连接在delta中。

滤波器的标称相位电压,单位为Vrms (Vrms),标称频率,单位为Hz (Hz)。

三相电容无功功率QC,单位为vars。

双调谐滤波器的两个调谐频率,单位为赫兹(Hz)。

依赖关系

若要启用该参数,请设置过滤器类型双调谐

单频滤波器的调谐频率(单调谐、高通或c型高通),单位为赫兹(Hz)。

依赖关系

若要启用该参数,请设置过滤器类型单调谐高通,或这种高通

滤波器的质量因子Q,定义为描述部分。

属性指定在模型中度量哪些内部变量万用表块。

  • 没有一个

  • 分支电压——选择测量跨各相的三个电压三相谐波滤波器块终端。对于Y型连接,这些电压是相对地或相对中性电压。对于增量连接,这些电压是相对相电压。

  • 分支电流——选择测量流过滤波器每个相位的三个电流。对于delta连接,这些电流是流经delta的每个分支的电流。

  • 支路电压和电流——选择测量电机的三个电压和三个电流三相谐波滤波器块。

放置一个万用表块中显示模拟期间所选的测量值。在可用的测量名单万用表块时,测量值由后跟块名称的标签标识。

测量

标签

分支电压

Y(接地)

Uag:

Y(浮动)

胡安:

Y(中性)

胡安:

δ

阿拉巴马大学:

分支电流

Y(接地)

Iag:

Y(浮动)

伊恩:

Y(中性)

伊恩:

δ

内勤局:

例子

power_harmonicfilter实例说明了的用法三相谐波滤波器块。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

版本历史

R2006a之前介绍