不对称三相四线制系统有害电流的检测方法瀛.PDF

2002年 10月 重 庆 大 学 学 报 Oct．2002 第25卷第10期 Journal of Chongqlng University V0J．25 No．10 文章编号：1000—582X(2002)10—0009—04 不对称三相四线制系统有害电流的检测方法 周 林，易 强，秦 梅，周 小军，叶一麟 (重庆大学 电气工程学院，重庆400044) 摘 要： 一 。法能准确、实时地检测不对称三相系统中的有害电流，被广泛应用于三相电力有源滤 波器。目前，在检测不对称三相四线系统的有害电流时，均事先剔除零序电流，然后再采用 一 法。通 过理论分析证明， 一 法经过3／2变换后 B中都不合零序电流分量，并且基波正序分量不会受到影 响，因此含有3／2变换的P—q法、d—q法、 一 法都不会受到零序电流的影响，所以这些检测方法都 不用先剔除零序电流而直接用于不对称三相四线系统有害电流检测。理论和仿真结果表明这种方法能 正确检测出基波零序、负序及谐波分量，从而改变了长期以来认为 一 不能直接用于三相四线系统的 观点。 关键词：瞬时无功功率；有害电流检测；三相四线制 中图分类号：TN713 文献标识码：A 随着电力电子装置的广泛应用，电网的谐波及三 相四线制电路，由于它有零序电流，必须对其进行补 相不平衡问题日益严重。准确、实时地检测电网谐波、 偿。目前研究较多的用于三相四线制的有源电力滤波 基波负序和零序电流是决定补偿性能好坏的重要环 器(Active Power Filter，简称APF)主要采用两种主电 节。20世纪80年代初日本学者赤木泰文提出“瞬时无 路结构l3 J，一种是采用四桥臂变换器，每个桥臂分别 功功率理论”，即“P—q”理论，使得电力有源滤波器的 与一路输电线相对应；另一种是采用三桥臂变换器，其 研究走出了实验室，应用于实际生产中。但是，它只适 直流侧采用中点抽头的两个电容器，抽头中点与输电 用于三相电压正弦、对称情况下的谐波电流检测。在三 线中线相接。图1分别为采用这两种变换器的APF原 相电压不对称且含谐波成分时，瞬时有功P、瞬时无功 理示意图，前者第 1、2,3对桥臂分别用于产生A、B、C q中将不仅含有谐波，其直流分量中还将含有电压和 三相的补偿电流，第4臂桥专门用于对零线电流进行 电流中同频率且同相序的谐波相作用产生的成分。因 补偿；后者三相电源的零线与直流侧母线中点相连，给 此，常规的P—q法不能检测出全部的有害电流，且计 零线电流提供通道。前者比后者多用一对开关，其检测 算量大。由P—q法演变而来的i 一i 法(瞬时有功 一 和开关的驱动电路也比后者复杂，但它比后者少一个 无功电流运算法)LI-2]和d—q法(基于平均状态空间 电容器，直流侧电容器电压控制比后者简单；而后者不 法)因采用了与A相电网电压同相位的正余弦信号而 但需要控制直流电压恒定，而且需要控制两电容器电 消除了电源电压畸变、不对称对检测结果的影响，因此 压的平衡。 更适合电流的快速检测。 文献[3，4，6，7]认为3／2变换只实用于三相三线 制，不适用于三相四线制，针对图1(a)所示的主电路 1 三相四线制有源滤波器及其有害电流检测法 结构采用了图2(a)所示的先剔除零序电流的 i 一i 对于三相三线制电路，由于它没有零序电流，所以 检测法，针对图1(b)所示的主电路结构采用了图 传统的 一 法和d—q法都能正确检测出有害电流，