基于双调谐滤波器和tsc的混合型无功补偿滤波装置

《基于双调谐滤波器和tsc的混合型无功补偿滤波装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于双调谐滤波器和TSC的混合型无功补偿滤波装置倪常茂刘振兴武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心,湖北武汉430081摘要：提出一种基于可控电抗器的双调谐滤波器控制技术。该控制技术通过调整可控电抗器交流电感值,将滤波器从失谐状态调整到谐振状态,从而有效滤除系统中的谐波成分。同时结合晶闸管投切电容器快速跟踪补偿系统所需无功功率的特点,设计了一种混合型动态无功补偿滤波装置，该装置克服了传统双调谐滤波器滤波性能易受系统频率偏差、器件参数漂移、系统阻抗变化等因素导致的滤波器失谐及不能动态跟踪补偿负载所需无功功率的缺陷。通过MATLAB/Simulink建立仿

2、真模型，仿真结果验证了装置的可行性和优越性。双调谐滤波;可控电抗器；无功补偿;TSC;滤波器;电抗器;谐振TM714.3A1006-6047(2012)07-0124-052011-06-222012-05-19万方数据第7期第7期i,q常茂，等：基于双调谐滤波器和TSC的混合型无功补偿滤波装臀固抗，所以冲击电压主要由串联支路承受[6】。设计双调即关联度S等=1，则2个谐振频率甜，和恍可用一个谐滤波器时，为降低可控电抗器的容量和成本，L。往往可控电抗器实现同比跟踪(sJ。取值较大。同时考虑滤波支路失谐时￡，需调节的范考虑屯抗器内阻．仿真时在并联支路并联一电阻围不会

3、太大，本文将厶设计为由一个固定电抗器“和R以改善滤波器的品质因数．这会影响双调谐滤波器一个可控电抗器缸串联组成，即厶=工；+△L。的调谐点，但只要尺选取合适，就不会产生影响。忽略电抗器内阻及电容器介损时．其阻抗为：3磁饱和式可控电抗器的工作原理z(∞)=j(出-一面1)一j卜c2一面1厂(1)装置采用磁饱和式可控电抗器．其克服了裂芯式双调谐滤波器在调谐频率点的阻抗为O，于是有：可控电抗器需外加直流控制电源和结构复杂的缺。，(￡lCI三2C2)一OJ2(己2CI+三lCl+￡2C≥)+l=O(2)点，具有容量调节范围宽、结构简单、成本较低、高次令￡J00=1／、／丽

4、：l／、／西，双调谐滤波器的调谐波和有功损耗小以及响应速度较快等优点[10】．因此谐频率分别为m。和埘：，则根据韦达定理有：得到了广泛应用。其结构电路如图3所示。删：2丽否1面5∞；(3)Nt／2在基波频率∞，下，滤波器发出无功功率Q，设U批／2KIVw为基波额定电压，于是滤波器的基波阻抗为：=≥—<11"Iz(嘶)=_j等=“毒一面I+舞2篆2翥2](4)M／2因此．滤波器各参数分别为ct=糍黜赤：Ⅳ．／2㈣图3磁饱和式可控电抗器结构Fig．3Structureofmagnetically—saturatedcontrollablereactorc2-穗务cI(

5、6)咖燃LI=赢(7)匝数为N／2的绕组分别对称地绕在2个半铁芯柱磁饱和式可控电抗器主铁芯分裂为2半．4个上．每个半铁芯柱的上下两绕组各有一个抽头比为6=(8)N：／N(N=N，+Ⅳ：)的抽头，它们之间通过晶闸管V11其中，h。、如分别为埘。／to，、∞2／嘶代表的各调谐频率和V。连接，不同铁芯上的上下2个绕组交叉连接后的谐波次数。并联至电网电源．续流二极管横跨在交叉端点上。定义双调谐滤波器谐振频率tO。和tO：对可调电在调节范围内．通过改变晶闸管的触发角来改变直流激励电流的大小．达到改变可控电抗器交流电抗值抗器L参数变化的相对灵敏度分别为：s嚣=等岳一龋(9)的

6、目的]。在电源的一个工频周期内．晶闸管V。和5嚣=血0)2岳=一褊22V匏轮流导通起全波整流作用。二极管起续流作用．改变晶闸管的触发角便可改变控制电流的大小．从而改变(10)电抗器铁芯的饱和程度．以平滑连续地调节电抗器的其中，毗=l／、／西。电抗值。定义谐振频率珊。对她的关联度为：电抗器的电抗值可由式(13)确定【12]：s著=嚣：睾等)鼠=m翮c眦／La(13)其中，埘为角频率．Ⅳ为绕组匝数，A。为铁芯柱截面积，由式(9)和式(10)可知，m。和叫：对可调电抗器肛为铁芯磁导率，砌为空气磁导率，￡，为磁路长度。参数变化的相对灵敏度同方向变化，且都为负值。随晶闸管触

7、发角n与磁饱和度口的关系[131为：电网频率上升．可控电抗器的电感值需减小，通过适当选择元件参数．滤波器仍能实现双调谐，且2个咖0t--'--睾(sin争一争cos譬1一l(14)相对灵敏度的模均小于1．这表明谐振频率的相对变／}=2arceos(1一反／肮)化小于电抗值的相对变化．故可利用可控电抗器的自其中，庶为铁芯磁化曲线饱和值，风为直流偏磁。调谐作用对频率变化进行精细调节。由式(11)可知。当控制电流为0时，风=O。铁芯在整个周期不饱通过适当选择并联调谐回路的谐振频率，使：她=怦和，故8=O：随着控制电流增加，铁芯在一个工频周期内的饱和度随之增加．当整个工作

8、时间铁芯全