低通滤波器件

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发表时间：2021-01-01

技术领域

本发明涉及高压柔性交流输电系统技术领域，尤其涉及一种用于串联型柔性交流

输电系统采样回路的低通滤波器件。

背景技术

随着经济的发展，电力负荷不断增长，对电网的输送能力提出了更高的要求。尤其是对电力系统潮流控制、电压控制及短路电流控制的需求越来越多，因此柔性交流输电(Flexible AC Transmission Systems，FACTS)装置在电力系统中的应用越来越多。

FACTS根据与电网连接的方式可以分为串联装置、并联装置及串并联装置。

目前应用的串联型柔性交流输电装置包括:串联补偿装置和串联谐振型故障电流限制装置，其示意图如图1所示。图中，31为输电线路一侧的母线；36为输电线路另一侧的母线，32为输电线路一侧的线路开关；35为输电线路另一侧的线路开关，33为输电线路，34为所安装的串联型装置。由于装置串联在线路中，故其对地的绝缘要求与线路对地的绝缘要求一致，为降低工程造价，将串联装置安装在钢结构的绝缘平台上，绝缘平台再由支柱绝缘子、斜拉绝缘子固定。故串联装置与地面便不存在电气联系，绝缘要求由支柱绝缘子和斜拉绝缘子来满足，而装置仅需考虑对绝缘平台的绝缘要求，大大降低了串联装置本身的绝缘

水平。

考虑到串联型柔性交流输电装置串联在线路中，为确保主设备正常运行，需要配置过电压保护设备，针对这些一次主设备还需配置相应的二次保护，进而需要采集绝缘平台上对应的电气量，并将这些电气量传递给地面的保护装置，作为保护装置进行逻辑判断的依据。

对于串联补偿装置，其配套的二次保护包括电容器不平衡保护，国内某一串联补偿装置在周边系统增加了直流、SVG后的运行过程中发生了电容器不平衡保护动作，使得串联补偿装置退出。后续故障分析时，并未发现串联补偿装置的电容器单元存在异常的现象，但对录波分析时发现电容器不平衡电流工频分量很小，而高次谐波存在很大的含量。由于该串联补偿装置所配的二次控制保护装置所采用的算法为均方根算法，对高次谐波比较敏感，故造成了保护误动作。考虑到该厂家在国内已经没有售后技术支持，无法通过升级软件消除高次谐波电流对保护的影响，而且以往在电力系统中采用的滤波装置一般是对电压信号进行滤波。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种低通滤波器件。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种低通滤波器件，包括输入端子、电容、输出端子、金属外壳、第一电抗器、第二电抗器和第三电抗器；所述输入端子位于所述金属外壳的一侧，所述输入端子通过导线二次回路相连接有用于采集一次回路电流量的电流互感器；所述输出端子位于所述金属外壳的另一侧，通过导线连接有接收模块；所述第一电抗器一端与一侧输入端子相接，其另一端与所述第二电抗器的一端相接，所述第二电抗器的另一端与该侧的输出端子相接；所述电容通过导线分别接入另一侧输入端子与另一侧输出端子，所述电容与所述第三电抗器的一端连接，所述第三电抗器的另一端接入所述第一电抗器与所述第二电抗器连接线之上；所述电容与所述第一电抗器、第二电抗器、第三电抗器构成低通滤波回路。

第一电抗器构成第一支路，第二电抗器构成第二支路，第三电抗器与电容串联构成第三支路，电抗器与电容构成串并联方式构成低通滤波回路。

所述低通滤波回路采用椭圆函数的低通网络，其截止频率为400Hz。

所述低通滤波回路采用串联方式接入采样回路中。低通滤波回路采用串联方式接入，可滤除高次谐波电流。

所述电流互感器采用穿心式电流互感器。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本装置通过低通滤波器的滤波性能，消除高次谐波电流对采样的影响，适用于电力系统中的电流采样回路；通过硬件方式滤除高次谐波电流，确保保护采样不受高次谐波电流的影响；对基波电流的大小未产生影响，确保了采样的精度。

附图说明

图1为现有串联型柔性交流输电装置接入电力系统的结构示意图；

图2为本发明低通滤波器的结构示意图；

图3为本发明低通滤波器接入采样回路中的结构示意图。

图中附图标记含义：1、低通滤波器；11、第一电抗器；12、第二电抗器；13、第三电抗器；14、电容；15、输入端子；16、输出端子；17、金属外壳；21、第一电容器组分支；22、第二电容器组分支；23、第一穿心式电流互感器；24、第二穿心式电流互感器；25、采样装置；31、输电线路一侧的母线；32、输电线路一侧的线路开关；33、输电线路；34、所安装的串联型装置；35、输电线路另一侧的线路开关；36、输电线路另一侧的母线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参照图2，为一种低通滤波器件，包括输入端子15、电容14、输出端子16、金属外壳17、第一电抗器11、第二电抗器12和第三电抗器13；输入端子15位于金属外壳17的一侧，输入端子15通过导线二次回路相连接有用于采集一次回路电流量的电流互感器；输出端子16位于金属外壳17的另一侧，通过导线连接有接收模块；第一电抗器11一端与一侧输入端子15相接，其另一端与第二电抗器12的一端相接，第二电抗器12的另一端与该侧的输出端子16相接；电容14通过导线分别接入另一侧输入端子15与另一侧输出端子16，电容14与第三电抗器13的一端以串联形式连接，第三电抗器13的另一端接入第一电抗器11与第二电抗器12连接线之上；电容14与第一电抗器11、第二电抗器12、第三电抗器13以串并联的方式构成低通滤波回路。

第一电抗器11构成第一支路，第二电抗器12构成第二支路，第三电抗器13与电容14串联构成第三支路，电抗器与电容14构成串并联方式构成低通滤波回路。

低通滤波回路采用椭圆函数的低通网络，其截止频率为400Hz。

低通滤波回路采用串联方式接入采样回路中。低通滤波回路采用串联方式接入，可滤除高次谐波电流。所述电流互感器采用穿心式电流互感器。

本实施例中，接收模块为现有通用技术，不做展开分析。

参阅图3，使用时，将低通滤波器1串联接至第一穿心式电流互感器23、第二穿心式电流互感器24的二次端子，将第一电容器组分支21与第一穿心式电流互感器23串联形成第一分支，将第二电容器组分支22与第二穿心式电流互感器24串联形成第二分支，第一分支与第二分支并联；低通滤波器1的另一端连接在采样装置25的采样回路上。当电容14器不平衡电流中出现高次谐波分量时，通过该低通滤波器1便可将高次谐波电流滤除。本应用实例中选取的截止频率为400Hz，即可满足本实例中高次谐波电流的滤波要求。若对截止频率有其他要求，可以通过修改滤波回路的电抗器、电容14实现。

本器件提供的装置，能有效滤除在电容器组内产生的高次谐波电流分量，确保保护采样的准备度，使得串联补偿装置保持正常运行。