[发明专利]牵引供电用和三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路供电和三相电力供电技术领域。

背景技术

在过去的相当长一段时期里，基于二极管、晶闸管的不可控、半控型整流器被广泛应用于工业各个领域，该系统具有功率因数低，低频段谐波含量大的特点。随着电力电子技术的进步，基于GTO、IGBT、IGCT等全控性器件的交-直交-变流器技术得到广泛应用。这些系统的典型特点是：1)功率因数接近1，无需无功补偿；2)三、五、七次等低频段的高次谐波电流得到显著改善，而在更高频率段的高次谐波反而增加。这些新系统急切需要不吸收无功的高次谐波滤波器。

高速铁路无一例外的采用电力牵引，是使用交-直-交变流器技术的典型系统。与普速铁路相比，高速铁路机车或动车组(EMU)的电力牵引不再使用交-直型变流的直流电机，而使用性能更为优越的交-直-交变流的异步电机，单就牵引网侧的无功电流含量和低频段高次谐波来看，交-直-交列车比交-直列车有极大的改观，但是20次以上的更高次谐波含量反而有所增加，交直车和交直交车的谐波含量。当牵引网发生高次谐波谐振时，还会影响列车的正常运行。为此，常常需安装高通滤波器来滤除高次谐波。

用于高次滤波的系统常用的有一阶、二阶高通滤波器，一阶高通滤波器的优点是结构简单，造价低，运行维护方便，缺点是工频功率损耗大；二阶高通滤波器因为电阻并联电感而减少工频功率损耗。为了进一步减少工频功率损耗；三阶及C型高通滤波器。其中，C型高通滤波器利用电感与电容2在工频下的串联谐振使工频功率损耗降至最小，可以为零。但三阶及C型高通滤波器的结构复杂，造价增加。同时，还要注意到，上述的各种高通滤波器都在工频下吸收系统的无功功率，而高速列车的功率因数接近于1，这将降低系统的功率因数，造成设备的浪费。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种牵引供电用二阶阻波高通滤波器，它能有效的避免无功功率的对外交流，提高供电质量。

本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案为：一种牵引供电用二阶阻波高通滤波器，其特征在于：由电容器和电抗器相并联再与电阻串联构成单相滤波器，该单相滤波器的一端接地，另一端与牵引变电所的供电臂相连。

本发明的第二个目的是提供一种三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器，它能有效的避免无功功率的对外交流，提高供电质量。

本发明实现其第二个发明目的所采用的第一种技术方案为：一种三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器，其特征在于：由电容器和电抗器相并联再与电阻串联构成单相滤波器，三个单相滤波器按Y型接法与三相供电系统相连，即三个单相滤波器的任一端连接在一起，三个单相滤波器的另一端分别与三相供电系统的三个相线相连。

本发明实现其第二个发明目的所采用的第二种技术方案为：一种三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器，其特征在于：由电容器和电抗器相并联再与电阻串联构成单相滤波器，三个单相滤波器按△型接法与三相供电系统相连，即三个单相滤波器相互连接，构成封闭的三角形，单相滤波器之间的连接点分别与三相供电系统的三个相线相连。

本发明的工作原理是：在指定频率(如工频)下电容、电感产生并联谐振，不对外交流无功功率，并且因无该频率的电流通过电阻而不消耗相应的有功功率，在高次谐波下，具有高通特性并对高次谐振起到阻尼作用。因此，本发明的阻波高通滤波器在工频下，能使三相供电系统和牵引供电不产生无功功率和不消耗有功功率，提高了供电质量，更好的保证三相供电和牵引供电的安全。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在指定频率(如工频)下不对外交流无功功率，即具有阻波作用，不影响系统无功。

2、因无指定频率(如工频)的电流通过R而不消耗相应的有功功率，是节能环保的。

3、与传统高通滤波器一样，在高次谐波下具有高通特性并对高次谐振起到阻尼作用。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是本发明牵引供电用二阶阻波高通滤波器的电路结构图。

图2是本发明的一种三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器电路结构图。

图3是本发明的另一种三相电力供电系统用二阶阻波高通滤波器电路结构图。

具体实施方式

实施例1

图1示出，本发明的一种牵引供电用二阶阻波高通滤波器的具体实施方式为：由电容器2和电抗器1相并联再与电阻3串联构成单相滤波器，该单相滤波器的一端接地，另一端与牵引变电所4的供电臂5相连。

实施例2