500kV变压器的谐波滤波器、空载试验装置及设计方法
本发明提供了一种500kV变压器的谐波滤波器、空载试验装置及设计方法，可以很好的完成500kV电压等级变压器的空载试验，且既能用于三相500kV变压器又能用于单相500kV变压器的空载试验，500kV变压器的谐波滤波器，其特征在于，包括3次谐波滤波单元和5次谐波滤波单元，所述3次谐波滤波单元和所述5次谐波滤波单元分别采用RLC串联电路，所述RLC串联电路由阻尼电阻、滤波电抗器、滤波电容器串联而成。
发明专利
CN202310737401.4
2023-06-21
CN116938180A
2023-10-24
H03H7/01(2006.01)
苏州华电电气股份有限公司
陈智恒;童彬;姜杏辉;董巍;陆炜俊;蒋胜琦
215124 江苏省苏州市吴中区太湖街道前珠路35号
苏州国诚专利代理有限公司
陈松
江苏;32
1.一种500kV变压器的谐波滤波器，其特征在于：包括3次谐波滤波单元和5次谐波滤波单元，所述3次谐波滤波单元和所述5次谐波滤波单元分别采用RLC串联电路，所述RLC串联电路由阻尼电阻、滤波电抗器、滤波电容器串联而成。 2.根据权利要求1所述的一种500kV变压器的谐波滤波器，其特征在于：所述3次谐波滤波单元包括第一、第二、第三RLC串联电路，第一、第二、第三RLC串联电路的第一端上分别设有开关K1、K2、K3，第一RLC串联电路与第二RLC串联电路的第一端之间设置有开关K4，第一RLC串联电路的第二端与第二RLC串联电路的第一端之间设置有开关K5，第一RLC串联电路的第二端与第二RLC串联电路的第二端之间设置有开关K6，第一RLC串联电路的第一端与第三RLC串联电路的第二端相连接，第二RLC串联电路的第二端与第三RLC串联电路的第一端相连接； 所述5次谐波滤波单元包括第四、第五、第六RLC串联电路，第四、第五、第六RLC串联电路的第一端上分别设有开关K7、K8、K9，第四RLC串联电路与第五RLC串联电路的第一端之间设置有开关K10，第四RLC串联电路的第二端与第五RLC串联电路的第一端之间设置有开关K11，第四RLC串联电路的第二端与第五RLC串联电路的第二端之间设置有开关K12，第四RLC串联电路的第一端与第六RLC串联电路的第二端相连接，第五RLC串联电路的第二端与第六RLC串联电路的第一端相连接。 3.一种500kV变压器的空载试验装置，其特征在于，包括相连接的： 可调电源，用于输出电压； 滤波器模块，所述滤波器模块采用权利要求1所述的谐波滤波器； 中间变压器，所述可调电源的出线端连接中间变压器的低压侧，所述中间变压器电压升压至试验所需电压，所述中间变压器的高压侧用于连接试品变压器。 4.一种500kV变压器的空载试验装置的谐波滤波器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：确定1.15倍额定电压下的变压器的试验容量； 步骤2：确定滤波器模块安装位置的试验电流及谐波电流； 步骤3：确定滤波电容器的容量； 步骤4：确定滤波电抗器参数； 步骤5：确定滤波阻尼电阻参数； 步骤6：对滤波电容器的参数进行校核。 5.根据权利要求4所述的一种500kV变压器的空载试验装置的谐波滤波器的设计方法，其特征在于，在步骤1中，所述的确定1.15倍额定电压下的变压器的试验容量，具体如下执行： 取500kV电压等级的变压器中的大值，获得试品变压器容量S，额定电压下的空载电流I0在0.05％，1.15倍额定电压下的空载电流达到额定电压下空载电流的7.5倍，获得1.15倍额定电压下的变压器的试验容量S试＝S*I0*7.5； 在步骤2中，所述的确定滤波器模块安装位置的试验电流及谐波电流，具体如下执行： 设置试验电源的输出电压在其额定电压的最大值U试，计算可调电源的输出的试验电流I试＝S试/U试； 在115％额定电压进行空载试验，产生的谐波电流分布：I3＝60％，I5＝60％，I其他＝40％，依据公式，计算获得：总基波电流I1、3次谐波电流I3、5次谐波电流I5、其他次谐波电流I其他； 在步骤3中，所述的确定滤波电容器的容量，具体如下执行： 设计滤波电容器的额定电压为母线电压的N倍，即Uc＝N*10kV，设计流经3次谐波滤波单元和5次谐波滤波单元的电流Ic，获得3次谐波滤波单元和5次谐波滤波单元的容量Qc＝Uc*Ic，计算： 滤波电容器 3次谐波滤波单元的电容器基波容抗 5次谐波滤波单元的电容器基波容抗 在步骤4中，所述的确定滤波电抗器参数，具体如下执行： 3次谐波滤波单元的特征电抗 3次谐波滤波单元的电感值 3次谐波滤波单元的滤波电抗器基波感抗XL3＝2πf*L3； 5次谐波滤波单元的特征电抗 5次谐波滤波单元的电感值 5次谐波滤波单元的电抗器基波感抗XL5＝2πf*L5。 在步骤5中，所述的确定滤波阻尼电阻参数，具体如下执行： 获取滤波器的品质因数QFilter，计算： 3次滤波阻尼电阻R3＝Xn3/QFilter 5次滤波阻尼电阻R5＝Xn5/QFilter； 在步骤6中，所述的对滤波电容器的参数进行校核，具体如下执行： 计算3次谐波滤波单元的基波电流I31＝U试/(XC3-XL3)； 计算3次谐波滤波单元的3次谐波电流I33＝I3； 计算3次谐波滤波单元总电流 校核3次谐波滤波单元电容器的电压：是否满足小于滤波电容器的额定电压Uc； 计算5次谐波滤波单元的基波电流I51＝U试/(XC5-XL5)； 计算5次谐波滤波单元的5次谐波电流I55＝I5； 计算5次谐波滤波单元总电流 校核5次谐波滤波单元电容器的电压：是否满足小于滤波电容器的额定电压Uc。 6.根据权利要求5所述的一种500kV变压器的空载试验装置的谐波滤波器的设计方法，其特征在于，还包括步骤7：计算3次谐波滤波单元和5次谐波滤波单元在吸收谐波的同时发出基波容性无功的功率。 7.根据权利要求6所述的一种500kV变压器的空载试验装置的谐波滤波器的设计方法，其特征在于，步骤7具体如下执行： 计算3次谐波滤波单元发出的基波容性无功 计算5次谐波滤波单元发出的基波容性无功 计算总发出基波容性无功QFilter＝QFilter3+QFilter5。 8.根据权利要求4所述的一种500kV变压器的空载试验装置的谐波滤波器的设计方法，其特征在于，当所述谐波滤波器用于三相变压器试验时，每个RLC串联电路中滤波电容器的电容值缩小到步骤3中设计值的1/3，电抗器的电感值、阻尼电阻的电阻值分别增大到步骤4、5中设计值的3倍。