一种大电流发生器网侧LC滤波方法与流程

本发明涉及lc滤波，特别涉及一种大电流发生器网侧lc滤波方法。

背景技术：

1、随着我国电网建设规模日益宏大，电力线路难免在部分寒冷地区发生覆冰灾害，直流大电流发生器作为线路融冰的主要装置，在我国有广泛应用。大电流发生器采用进口高导磁材料、设计精巧、具有体积小、耐电动力强、方便使用的特点该系列大电流发生器是各行各业在电气调试中需要大电流场所的必需设备，应用于发电厂、变配电站、电器制造厂及科研、试验室等单位，属于短时或断续工作制，它具有体积小、重量轻、性能好，等特点。适用于频率50hz开关、电流互感器和其它电器设备的电流负载试验及升温试验。该系列产品由操作台及升流器两部分构成，具有输出电流无极调整、电流上升平稳、负荷变化范围大、工作可靠、操作简便安全等特点，也可作为工矿企业进行升流或温升试验的电流源设备。配有互感器，能方便地读取试验电流值。该发生器主要由整流变压器、整流桥、滤波电路及负载组成，其中滤波电路用于抑制因整流而反馈至电网的高次谐波电流，多是并联于网侧的多个单调谐滤波和高通滤波电路的组合，最终滤波效果受整流变压器漏抗等参数共同影响。

2、近年来，三相立体星形铁芯因其独特的紧凑型结构而被用于实现大电流发生装置的轻量化。该铁芯漏磁特性与常规铁芯存在差异，与其配合的滤波方式还未有研究；此外，由于传统调谐组件复杂(例如，对于六脉动整流电路而言，至少需要配置5、7次单调谐滤波及11次以上高通滤波电路，单相所需电感器与电容器至少各3个，三相共9个)，导致大电流发生器整体重量大、体积大、成本高、运输困难，有必要发明一种更简单可行的滤波方式。

3、因此，现目前亟需一种能与三相立体星形铁芯整流变压器相配合的结构简单的大电流发生器滤波方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中由于传统调谐组件复杂导致大电流发生器整体重量大、体积大、成本高、运输困难的问题，本发明提供了一种大电流发生器网侧lc滤波方法，能够降低装置网侧谐波电流含量；相较于传统的单调谐组合式滤波电路，本发明可大幅降低滤波电路组件数量，减轻装置整体重量和体积，缩减制造和运输成本，提高装置派遣灵活性，进而更好地保障电网安全稳定运行，减少不必要的经济损失和社会影响。具体技术方案如下：

2、一种大电流发生器网侧lc滤波方法，包括以下步骤：

3、确定大电流发生器整流电路拓扑，计算高次谐波含量；

4、通过空、负载试验确定三相立体星形铁芯变压器等效电路参数；

5、确定lc滤波电路参数；

6、滤波参数验证并基于验证结果并在确保截止频率的前提下对计算值进行调整。

7、优选的，计算高次谐波含量的具体过程如下：

8、大电流发生器整流电路主要以多脉动整流桥为主，令脉动数为n，则其谐波含量可按下式计算：

9、

10、式中：ia为整流变压器二次侧单相电流；i1为电流基波幅值；in为谐波电流幅值；n为谐波次数；im为负载电流幅值；u2为整流变压器二次侧相电压有效值。

11、优选的，三相立体星形铁芯变压器等效电路参数的确定过程如下：

12、等效电路采用t型，主要包括激磁电阻rm、激磁电抗xm、一次侧漏阻抗r1+x1、二次侧漏阻抗一次侧归算值r2+x2。

13、优选的，确定lc滤波电路参数的具体过程如下：

14、将变压器单相t型等效电路与lc滤波电路及整流电路组合，并绘制任意周期性导通态的等效电路；

15、基于等效电路依次计算直流输出电压ud与各节点电压的关系、发生器反馈至网侧谐波电流和滤波电路截止频率，最终得出电感电容值。

16、优选的，所述输出电压ud与各节点电压的关系具体如下：

17、

18、

19、式中：ua、ub为a、b相电源电压；lf为滤波电感；cf为滤波电容，f；r1、r2'为整流变压器一、二次侧归算至一次侧漏电阻，ω；l1、l2'为归算至一次侧漏电感；rd'为归算至一次侧纯阻性负载；ua1、ub1为a、b相滤波电容节点电压；rd为直流输出负载阻值。

20、优选的，所述发生器反馈至网侧谐波电流为：

21、

22、式中：ih为反馈至网侧谐波电流，a；ωi为高次谐波角频率；

23、进一步，滤波电路截止频率fc为：

24、

25、优选的，所述电感电容值具体如下：

26、

27、

28、式中：ω1为基波角频率，rad/s；ωc为截止角频率，rad/s；u0为滤波电路输出电压，v；i0为输出电流。

29、优选的，所述滤波参数验证具体为：将设计好的电容、电感参数及等效电路导入仿真软件matlab中进行验证。

30、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的大电流发生器网侧lc滤波方法。

31、一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行如上所述的大电流发生器网侧lc滤波方法。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

33、本发明针对采用三相立体星形铁芯整流变压器的大电流发生装置，提出的大电流发生器网侧lc滤波方法，首先确定大电流发生器整流电路拓扑，计算高次谐波含量，而后通过空、负载试验确定三相立体星形铁芯变压器等效电路参数，进而确定lc滤波电路参数，最后还进行滤波参数验证并基于验证结果并在确保截止频率的前提下对计算值进行调整。本发明提出的lc滤波电路可降低装置网侧谐波电流含量，此外，本发明还在确定了lc滤波电路参数之后还进行滤波参数验证并基于验证结果并在确保截止频率的前提下对计算值进行调整，该步骤进一步保证了lc滤波电路参数的准确性，并且进一步确保了输出的lc滤波电路参数可通过反复调整而达到最优。相较于传统的单调谐组合式滤波电路，本发明可大幅降低滤波电路组件数量，减轻装置整体重量和体积，缩减制造和运输成本，提高装置派遣灵活性，进而更好地保障电网安全稳定运行，减少不必要的经济损失和社会影响。

技术特征：

1.一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，计算高次谐波含量的具体过程如下：

3.根据权利要求2所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，三相立体星形铁芯变压器等效电路参数的确定过程如下：

4.根据权利要求3所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，确定lc滤波电路参数的具体过程如下：

5.根据权利要求4所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，输出电压ud与各节点电压的关系具体如下：

6.根据权利要求5所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，所述发生器反馈至网侧谐波电流为：

7.根据权利要求6所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，电感电容值具体如下：

8.根据权利要求1所述的一种大电流发生器网侧lc滤波方法，其特征在于，所述滤波参数验证具体为：将设计好的电容、电感参数及等效电路导入仿真软件matlab中进行验证。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的大电流发生器网侧lc滤波方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述的大电流发生器网侧lc滤波方法。

技术总结本发明公开了一种大电流发生器网侧LC滤波方法，涉及LC滤波技术领域，解决了由于传统调谐组件复杂导致大电流发生器整体重量大、体积大、成本高、运输困难的问题。本发明首先确定大电流发生器整流电路拓扑，计算高次谐波含量，而后通过空、负载试验确定三相立体星形铁芯变压器等效电路参数，进而确定LC滤波电路参数，最后还进行滤波参数验证并基于验证结果并在确保截止频率的前提下对计算值进行调整。本发明可降低装置网侧谐波电流含量，相较于传统的单调谐组合式滤波电路，本发明可大幅降低滤波电路组件数量，减轻装置整体重量和体积，缩减制造和运输成本，提高装置派遣灵活性，进而更好地保障电网安全稳定运行，减少不必要的经济损失。技术研发人员：李继初,安希胜,邬云龙,刘福,王维,白家卫,文江受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司来宾供电局技术研发日：技术公布日：2024/9/9