基于Matlab的滤波器调谐试验方法

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1、第35卷第1期华电技术Vo1．35No．12013年1月HuadianTechnologyJan．2013基于Matlab的滤波器调谐试验方法丁宣文(四川电力科学研究院，四川成都610015)摘要：以某换流站内的双调谐滤波器为例，通过Matlab软件仿真计算出滤波器在不同抽头组合方式下的调谐频率，以及在此频率下的阻抗和相位，得到最满足设计要求的抽头组合，利用现场的调谐试验数据来验证仿真计算的正确性。关键词：滤波器；Matlab软件；仿真计算；幅频特性；相频特性中图分类号：TM762文献标志码：A文章编号：1674—1951(2013)01—0030—031问题的提出近

2、年来，随着我国远距离、跨地区、大容量输电的需要，高压直流输电得到不断发展。直流输电系统两端的整流站和逆变站统称为换流站，由于换流站内大量使用12脉动的换流电力器件，致使在交流侧和直流侧分别产生l2K±1次和12K次的特征谐波，因此，在交流侧和直流侧需配备l2K±1次和12K次的双调谐滤波器。图1为交流侧双调谐滤波器原理图，图2为直流侧双调谐滤波器原理图。图2直流侧双调谐滤波器原理图一般而言，双调谐滤波器的2组电抗器(L．，L，)都带有若干抽头，且每组电抗器均由2个线圈串R联构成，通过调整2个线圈之间的距离来改变它们之间的互感，进而改变电抗器的电感值，每个抽头位置实际上

3、代表了2个线圈间与之相对应的一个距离。由于线圈一般都重达上千千克，如果对每种电抗器抽头的组合都进行调谐试验，无疑是一项非常麻烦且耗时的工作。本文介绍一种滤波器的调谐仿—==真方法，通过Matlab软件编译的M—File程序，可方图1交流侧双调谐滤波器原理图便、快捷地计算出各种抽头组合方式下的调谐频率，2调谐试验与仿真以找出最满足设计要求的组合方式，并在现场利用滤波器调谐测试仪进行验证。滤波器的实际元件参数不一定与设计值完全相需要说明的是：无论通过计算机仿真，还是通过同，滤波器可能会失谐，进而影响滤波功能，因此，必现场的调谐试验，其思路都是针对滤波支路的阻须对滤波器进行

4、调谐试验。同时，对于具有2组电抗一频率特性、相位一频率特性进行扫描，确定各抗器(高端电抗器和低端电抗器)的双调谐滤波器支路的谐振点。滤波器的阻抗一频率特性达到最小而言，需通过试验选取电抗器的最佳抽头组合以确且相位一频率特性为0时的频率即为谐振频率。保滤波器的2个调谐频率都能满足设计要求。3实例分析收稿15t期：2012—09—11；修回日期：2012一l0—12以某换流站的直流侧滤波场为例，滤波场内共第1期丁宣文：基于Matlab的滤波器调谐试验方法·3l·有2种类型的滤波器，分别是HP12／24和HP12／36105104直流侧双调谐滤波器，它们的2组电抗器(L，L

5、)103分别有9个抽头，因此需分析L，L：各抽头变化对102调谐特性的影响，选择最佳的抽头组合使滤波器调101谐频率最满足设计要求。10o04008001200l6002000HzHP12／24和HP12／36双调谐滤波器的拓扑结a幅频特性构相同，这里针对HP12／24滤波器进行分析。根据设计单位提供的设计参数，C=0．500IxF，C=2．262IxF，Lln--46．838mH，L2=23．366mH，利用喜Matlab编译的M—File程序仿真计算出HP12／24滤一。。波器的设计调谐频率与谐振阻抗，设定扫频区间为[50，2000]，其程序如下(仿真结果如图3所

6、示)：f=50：．1：2000：图3设计参数下的HP12／24滤波器幅频和相频特性Wn-．2pif：表1HP12／24滤波支路元件实测数据L1=46．838e一3名称接线位置测量值名称接线位置测量值I2=23．366e一3：Cl／nF501．300C2／I．LF2．255C1=500e一9：146．02122．95C2=2．262e一6：246．26223．08QLl=125；QL2=368；346．51323．18RL1=122pi50L1／QI~I：446．78423．31RL2=24：lc2pi，Ic50L2／QL2：三1／mH546．98／mH523．42Z—

7、L1：RL1+JL1W；647．24623．55Z—L2=RL2+JL2w：747．48723．68z—C1=一j1．／(W$C1)；847．68823．78z—C2=一j1．／(wC2)；947．92923．91Z—tota]l=1．／(1．／Z—L2+1．／Z—C2)；表2HP12／24滤波支路调谐特性仿真数据Ztotal2=ZL1+Ztotall：———Ztotal：ZC1+Ztota]2：——_Z—total—abs=abs(Z—tota1)；fai=angle(Z—tota1)／pi180；subplot(2，1，1)plot(f，Z—to