专利名称：复合式电力滤波试验装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种复合式电力滤波试验装置及其方法。
背景技术：
非线性电气设备，如电力整流器、逆变器、变频电源等电力电子设备的大量应用， 造成电力系统谐波危害的日益严重。通常在电源端或负载端接入无源电力滤波器，实现电 力系统稳态下的电力谐波抑制或补偿，同时也通过无源电力滤波器实现无功功率的补偿。无源电力滤波器在结构上主要由并联滤波支路组成，不同滤波支路滤除与之相应 的高次电流谐波。目前在无源电力滤波器的工程设计中，滤波支路主要有由电容和电感串 联组成的单调谐滤波支路；由电容组成的一阶高通滤波支路；由电容、电感和电阻串并联 组成的二阶高通滤波支路这三种类型。通过这三种类型滤波支路的不同组合来实现电力系 统特定谐波的抑制或补偿。作为实验研究和工程试验用的无源电力滤波试验装置，至今均是单一支路或组合 支路的电路拓扑不可更改的固定式装置。这种不可更改的电路结构造成了在电力滤波试验 或试验过程中必须人工拆解并重新组合电路的困难。

发明内容
为了克服上述背景技术中的问题，本发明提出一种复合式电力滤波试验装置，通 过控制通断开关的不同通断状态的组合，可以得到不同性质的无源电力滤波器的电路结 构。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下—种复合式电力滤波试验装置，包括外接待试验的非线性电气设备的电源端和负 载端，还包括一串联滤波支路，所述串联滤波支路一端连接电源端，另一端连接负载端，所述 串联滤波支路的两端之间设有一通断开关，可将所述串联滤波支路两端短接；一并联滤波支路，所述并联滤波支路的一端通过通断开关可分别连接电源端或负 载端，所述并联滤波支路的另一端接地。上述结构通过通断开关不同通断状态的组合可以得到直通(无滤波电路)，串联 滤波电路，并联滤波电路，带电源端电抗器的并联滤波电路，带负载端电抗器的并联滤波电 路五种不同性质的无源电力滤波器电路结构。 所述并联滤波支路包括一可调电容器，一可调电抗器和一可调电阻器，所述可调 电容器的一端通过通断开关连接所述电源端或负载端，另一端连接所述可调电抗器，所述 可调电抗器接地，所述可调电阻器通过一通断开关可与所述可调电抗器并联接入电路，所 述可调电抗器两端之间连接一通断开关。 所述并联滤波支路通过通断开关的不同通断状态的组合，可以得到单调谐滤波并 联支路，一阶高通并联滤波支路，二阶高并联通滤波支路三种不同性质的并联滤波支路结构。所述通断开关可以是有触点机械式断路器，也可以是无触点电子式断路器，后者 可以实现试验装置的滤波电路结构的自动切换。上述复合式电力滤波试验装置，根据开关的组合，可以得到不同结构的无源滤波 电路，由此构成的复合式电力滤波器的试验装置，满足无源电力滤波的工程试验的需求，实 现一套电力滤波试验装置达到多用途电力滤波试验的目的。


图1是本发明的复合式电力滤波试验装置的电路结构图。 图2是本发明的直通(无滤波电路)结构图。
图3是本发明的串联滤波电路结构图。 图4是本发明的并联滤波电路结构图。 图5是本发明的单调谐滤波支路结构图。 图6是本发明的一阶高通滤波支路结构图。 图7是本发明的二阶高通滤波支路结构图。 图8是本发明的带电源端电抗器的并联滤波电路结构图。 图9是本发明的带电源端电抗器的单调谐滤波支路结构图。 图10是本发明的带电源端电抗器的一阶高通滤波支路结构图。 图11是本发明的带电源端电抗器的二阶高通滤波支路结构图。 图12是本发明的带负载端电抗器的并联滤波电路结构图。 图13是本发明的带负载端电抗器的单调谐滤波支路结构图。 图14是本发明的带负载端电抗器的一阶高通滤波支路结构图。 图15是本发明的带负载端电抗器的二阶高通滤波支路结构图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体附图，进一步阐述本发明。图1所示是本发明的复合式电力滤波试验装置的电路图，如图1所示，本发明的复 合式电力滤波试验装置，包括外接待试验的非线性电气设备的电源端15和负载端16，电 源端15和负载端16分别连接电源端谐波检测模块12、负载端谐波检测模块13，还包括串 联滤波支路6，串联滤波支路6由可调电抗器8(LS为电感值，&为内阻值)组成，串联滤波 支路6的两端之间设有一通断开关1 ；并联滤波支路7，并联滤波支路7包括可调电容器9 (Cp为电容值，Re为内阻值)， 可调电抗器10 (Lp为电感值，&为内阻值)和可调电阻器IlR为电阻值)，可调电容器9的 一端连接谐波检测模块14，并通过通断开关2或通断开关3连接电源端15或负载端16，另 一端连接所述可调电抗器10，可调电抗器10连接接地端17，可调电阻器11通过通断开关 4可与可调电抗器10并联接入电路，可调电抗器10两端之间连接通断开关5。12、13、14分别为电源端、负载端、并联支路端的谐波检测模块。通过1、2、3通断开关的不同通断状态的组合，可以得到五种不同性质的无源电力 滤波器电路结构，如表1所示。
表权利要求
一种复合式电力滤波试验装置，包括外接待试验的非线性电气设备的电源端和负载端，其特征在于，还包括一串联滤波支路，所述串联滤波支路一端连接电源端，另一端连接负载端，所述串联滤波支路的两端之间设有一通断开关，可将所述串联滤波支路两端短接；一并联滤波支路，所述并联滤波支路的一端通过通断开关可分别连接电源端或负载端，所述并联滤波支路的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的复合式电力滤波试验装置，其特征在于，所述并联滤波支路 包括一可调电容器，一可调电抗器和一可调电阻器，所述可调电容器的一端通过通断开关 连接所述电源端或负载端，另一端连接所述可调电抗器，所述可调电抗器接地，所述可调电 阻器通过一通断开关可与所述可调电抗器并联接入电路，所述可调电抗器两端之间连接一 通断开关。
3.根据权利要求1所述的复合式电力滤波试验装置，其特征在于，所述通断开关是有 触点机械式断路器。
4.根据权利要求1所述的复合式电力滤波试验装置，其特征在于，所述通断开关是无 触点电子式断路器。
5.一种复合式电力滤波试验方法，其特征在于，通过通断开关不同通断状态的组合可 以得到直通(无滤波电路)，串联滤波电路，并联滤波电路，带电源端电抗器的并联滤波电 路，带负载端电抗器的并联滤波电路五种不同性质的无源电力滤波器电路结构；所述并联 滤波电路通过通断开关的不同通断状态的组合，得到单调谐滤波并联支路，一阶高通并联 滤波支路，二阶高通并联滤波支路三种不同性质的并联滤波支路结构。
全文摘要
本发明公开了一种复合式电力滤波试验装置，包括外接待试验的非线性电气设备的电源端和负载端；一串联滤波支路，所述串联滤波支路一端连接电源端，另一端连接负载端，所述串联滤波支路的两端之间设有一通断开关，可将所述串联滤波支路两端短接；一并联滤波支路，所述并联滤波支路的一端通过通断开关可分别连接电源端或负载端，所述并联滤波支路的另一端接地。通过通断开关的不同状态的组合，可以得到不同结构的无源滤波电路。这种复合式电力滤波器的试验装置和方法，满足无源电力滤波的工程试验的需求，可以实现一套电力滤波试验装置达到多用途电力滤波试验的目的。
文档编号G01R31/00GK101995528SQ20101029719
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者张燕, 徐卫民, 牛王强, 褚建新, 高迪驹, 黄辉 申请人:上海海事大学