主要内容

三相谐波滤波器

使用RLC元件实现四种类型的三相谐波滤波器

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  • Simscape /电气/专用电力系统/被动式

  • 三相谐波滤波器

描述

三相谐波滤波器块模型三相谐波滤波器,它是一种分流元件,用于电力系统中降低电压畸变和功率因数校正。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。由此产生的畸变电流流过系统阻抗,产生谐波电压畸变。谐波滤波器通过在低阻抗路径中分流谐波电流来减少失真。谐波滤波器在基频是电容性的,因此它们也被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,将几组不同类型的滤波器并联起来。最常用的过滤类型有:

  • 带通滤波器,用于滤除最低阶谐波,如5、7、11、13阶谐波。带通滤波器可以在一个频率(单调谐滤波器)或两个频率(双调谐滤波器)调谐。

  • 高通滤波器,用于过滤高次谐波,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共振。它还允许滤波低次谐波(如第三次),同时保持零损耗在基频。

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:

  • 额定电压下的无功功率

  • 调整频率

  • 质量的因素。质量因子是调谐频率锐度的量度。它由电阻值决定。

的四种类型的过滤器可以建模三相谐波滤波器如下图所示:

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以及无功功率计算公式C和损耗(有功功率P).质量因素滤波器的质量因数为在调谐频率处的电抗的质量因数= (nXl)/R.质量因素决定带宽B,这是一个衡量调谐频率清晰度的指标。

调谐波阶

nfn/f1 X C / X l

品质因数

nXl/RXC/(nR

带宽

Bfn/

无功功率在f1

C= (V2/XC·n2/(n2- 1)

有功功率在f1(损失)

P≈(C/·n/(n2- 1)

地点:

  • f1=基本频率

  • ω= 2πf1=角频率

  • fn=调谐频率

  • n=谐波级数= (fn/f1

  • V=标称线路电压

  • Xl=基频感应电抗=lω

  • XC=基频电容电抗= 1/(Cω

双调谐滤波器执行与两个单调谐滤波器相同的功能,尽管它有一定的优势:它的损耗更低,在两个调谐频率之间出现的并联谐振频率上的阻抗幅值更低。

双调谐滤波器由串联LC电路和并联RLC电路组成。如果f1f2为两个调谐频率,串联电路和并联电路均被调谐至近似平均几何频率, f f 1 f 2

双调谐滤波器的质量因子Q定义为L和R并联元件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。这种连接产生了一个宽带滤波器,它在高频处的阻抗受电阻R的限制。

高通滤波器的质量因数是并联RL电路在调谐频率下的质量因数:R/(左·2πfn

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

c型滤波器的质量因数仍然由以下比值给出:R/(左·2πfn

下图给出了R、L和C的值,以及应用在60hz网络上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 kV和49 MVAr。

这张图展示了一个单调谐滤波器在315 kV和49 MVAr的5阶谐波滤波器30.

这张图展示了315 kV和49 MVAr的双调谐滤波器和11阶和13阶谐波滤波器16

这张图展示了一个315kv和49mvar的高通滤波器和一个24阶谐波滤波器10

这张图展示了一个在315kv和49mvar下的c型高通滤波器和一个三阶谐波滤波器1.75

港口

保护

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与A相电端子相关联的专用电保存端口。

与B阶段电端子相关联的专用电保存端口。

与C相电端子相关联的专用电保存端口。

与中性电端子相关联的专用电保存端口。

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方式。

Y(接地)

中性接地。

Y(浮动)

中立是不可访问的。

Y(中性)

中性点可通过第四个连接器访问。

δ

三相在delta中相连。

滤波器的额定相对相电压,单位为电压有效值(Vrms),和额定频率,单位为赫兹(Hz)。

三相容性无功功率QCvar。

双调谐滤波器的两个调谐频率,赫兹(Hz)。

依赖关系

要启用该参数,请设置类型的过滤器双调谐

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

要启用该参数,请设置类型的过滤器单调谐高通,或这种高通

滤波器的质量因子Q,定义为描述部分。

属性指定要在模型中度量的内部变量万用表块。

  • 没有一个

  • 分支电压——选择测量每一相的三个电压三相谐波滤波器块终端。对于Y型连接,这些电压是相对地电压或相对中性电压。对于三角形连接,这些电压是相对相电压。

  • 分支电流——选择测量流经滤波器各相的三个电流。对于三角形连接,这些电流就是流经三角形每个分支的电流。

  • 支路电压和电流——选择要测量的三种电压和三种电流三相谐波滤波器块。

放置一个万用表块,以在模拟期间显示选定的测量值。在可用的测量的列表万用表块时,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的用法举例说明三相谐波滤波器块。

扩展功能

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

之前介绍过的R2006a