三相谐波滤波器
使用RLC组件实现四种三相谐波滤波器
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模拟/电气/专用电力系统/被动式
描述
的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。
的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问给出了无功功率的计算公式问C和损失(有功功率P).质量因素问滤波器的质量因子是调谐频率下的电抗质量因子问= (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 | n=fn/f1= |
品质因数 | 问=nXl/R=XC/(nR) |
带宽 | B=fn/问 |
无功功率f1 |
问C= (V2/XC)·n2/(n2- 1) |
有功功率f1(损失) |
P≈(问C/问)·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, .
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f米:问=R/(左·2πf米).
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:问=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:问=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问是30.
.
该图说明了双调谐滤波器在315 kV和49 MVAr与11和13阶谐波滤波器时问是16
.
该图说明了在315kv和49mvar的高通滤波器与24阶谐波滤波器时问是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问是1.75
.
港口
保护
参数
例子
的power_harmonicfilter
实例说明了的用法三相谐波滤波器块。
扩展功能
版本历史
R2006a之前介绍