单片机与单片机与DSP中的基于感应滤波的双调谐滤波器综合设计中的基于感应滤波的双调谐滤波器综合设计
摘要:提出了一种利用变压器电磁感应原理在副边绕组间实现谐波磁势平衡的谐波抑制新方法-感应滤波,分析了
感应滤波谐波抑制的机理;在此基础上,对新型直流输电系统阀侧双调谐滤波器进行了阻抗-频率特性分析,并对其
进行了参数设计,而后分析了双调谐滤波器在调谐频率下略显感性的重要意义, 同时引入安全系数。最后通过仿真
实验验证了新型滤波方式的有效性,并且通过与传统无源滤波方式的设计及实验结果对比研究,揭示了新型滤波方
式及基于新型换流变压器的直流输电系统所具有的优越性,为新系统的工程化提供了重要理论指导。 1 前 言
换流变压器及滤波装置是直流输电系统中的重大技术装备。传统的换流变压器及滤波方 案虽
摘要:提出了一种利用变压器电磁感应原理在副边绕组间实现谐波磁势平衡的谐波抑制新方法-感应滤波,分析了感应滤波
谐波抑制的机理;在此基础上,对新型直流输电系统阀侧双调谐滤波器进行了阻抗-频率特性分析,并对其进行了参数设计,而后分
析了双调谐滤波器在调谐频率下略显感性的重要意义, 同时引入安全系数。最后通过仿真实验验证了新型滤波方式的有效性,并
且通过与传统无源滤波方式的设计及实验结果对比研究,揭示了新型滤波方式及基于新型换流变压器的直流输电系统所具有的
优越性,为新系统的工程化提供了重要理论指导。
1 前 言
换流变压器及滤波装置是直流输电系统中的重大技术装备。传统的换流变压器及滤波方 案虽然广泛应用,但并不完善。
传统滤波方案将滤波器安装于交流母线与换流变压器网侧绕 组之间。这使得由换流器产生的谐波电流和无功电流均要通过变
压器的网侧、阀侧绕组。这 必然会在铁心和结构件中通过较强的谐波磁通,使得变压器绝缘强度加大,损耗增加,振动 和噪
声大[1-2]。
针对上述问题,本文提出了一种新型换流变压器及其滤波系统,它是利用电磁感应原理 在副边绕组间实现谐波磁势平衡
的谐波抑制新方法,称之为感应滤波[3-5];分析了该滤波新 方法的谐波抑制机理;在此基础上,对在建的新型直流输电系统
平台的阀侧滤波器进行综合 设计[6]。
2 感应滤波的谐波抑制机理
现以图1所示中间引出抽头接单调谐滤波器的单相三绕组变压器为例,阐述利用变压器 耦合绕组的安匝平衡作滤波机理的
新型滤波方式。图中,1表示一次绕组,2表示二次延边绕 组,3表示二次公共绕组, Ih 表示谐波电流源。箭头所示为谐波电
流在变压器中的流通路径。
分析可知:在延边绕组2通过谐波电流影响下,公共绕组2和一次绕组1要感生相应的谐波电流,满足以下磁势平衡关系 :
W2Ih=W3Ih3+W1Ih1 (1)
式中:W1 一次绕组的匝数,W2 二次负载绕组的匝数,W3—二次滤波绕组的匝数。
如果延边绕组2 和公共绕组3 的安匝能保持平衡,则 Ih1 =0,就不会在一次绕组感生谐 波电流,从而使一次与谐波隔离开
来,达到谐波屏蔽的目的。
由此可知,该种滤波方式的实现需要同时满足如下两个条件[3]:
(1)图1 变压器二次绕组引出抽头接滤波器,目的是对谐波加以引流,为变压器耦合绕 组2、3 的谐波安匝平衡作滤波方
式提供前提。引流效果越好,利用耦合绕组的谐波屏蔽效 果就越好,因此,滤波器应力求达到谐振。
(2)变压器二次耦合绕组2、3 的安匝能否保持平衡,从而使一次绕组1 不至于感生谐 波电流,取决于绕组的布置及其阻
抗关系。具体地,就是通过变压器设计使公共绕组3 的等 值阻抗等于0 或近似等0。
上述两个条件同时满足,即可有效抑制谐波在变压器中的流通路径,使谐波不至于通过 变压器回馈至网侧,从而起到对
谐波隔离屏蔽的作用。
3 滤波器设计
3.1 双调谐滤波器特性分析