CN101651339A - 防雷节电保护控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种防雷节电保护控制器，在火线与地线间连接一瞬变浪涌抑制单元，火线与零线连接到一过剩能耗降低单元的输入端，在过剩能耗降低单元的两个输入端之间均通过一转换开关连接两个接触器，过剩能耗降低单元的输出端与一滤波电路单元和一功率因数提高单元顺序连接，一接触器的两个常开触电连接在每个功率因数提高单元与负载之间，另一接触器的两个常开触点分别连接到过剩能耗降低单元的输入端与负载之间。本发明有效地清除了用电系统中的瞬变、浪涌、谐波等电力垃圾，提高了功率因数cosΦ，降低了过剩能耗，节约了用电成本；瞬变浪涌抑制单元可避免冲击电压或雷电对用电设备的损坏，保护了用电设备。
Description
技术领域
本发明属于节电保护控制领域，尤其是一种防雷节电保护控制器。
背景技术
夏季是雷雨多发季节，经常会出现雷电击中电线造成用电设备损坏的情况，因此，防止雷击成为用电设备在使用时必须要解决的问题之一；另外，随着电力供应紧张，人们也在想办法降低用电设备的能耗。
现有的用电系统中，存在瞬变、浪涌、谐波等诸多的电力垃圾和过剩能耗问题，造成电能资源的浪费以及对用电设备的破坏。这些电力垃圾将使用电系统的用电效率严重下降，并对用电设备产生严重的冲击破坏作用；过剩能耗主要体现用电系统中的供电电压高于用电设备的额定电压，一方面造成电力资源的浪费，另一方面对用电设备产生不良影响，降低用电设备的使用寿命。因此，无论是过剩能耗还是电力垃圾都是将用电系统中不需要的电能转换为热能、机械能或其他形式的能量被浪费掉。
针对雷击和用电系统中浪费电能的问题，一般使用节电保护设备解决上述问题，目前应用在用电系统中的节电保护设备按电学原理基本上可以分为系统型、滤波补偿型、调压型、变频型和电磁型五种类型，每种节电保护设备均有其特点，同时也存在各自的局限性，因此仅使用任何一种类型的节电保护设备想要达到一个用电系统整体的最佳节电效果和充分保护用电设备的效果是根本不可能实现的。而目前还没有一种对用电系统进行有效节电控制和对用电系统中的用电设备进行保护的设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理，能够有效降低能耗并避免用电设备遭受雷击的防雷节电保护控制器。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种防雷节电保护控制器，设有火线、零线及地线输入端，其特征在于：在火线与地线输入端之间连接一瞬变浪涌抑制单元，火线与零线输入端连接到一过剩能耗降低单元的输入端，在过剩能耗降低单元的两个输入端之间均通过一转换开关连接两个接触器，过剩能耗降低单元的输出端与一滤波电路单元相连接，该滤波电路单元的两个输出端与一功率因数提高单元的两端相连接，功率因数提高单元的一端通过一接触器的第一常开触点连接到负载的火线上，功率因数提高单元的另一端通过该接触器的第二常开触点连接到负载的零线上，另一接触器的两个常开触点分别连接到过剩能耗降低单元的输入端与负载之间。
而且，所述的滤波电路单元为带通滤波的无源滤波器、带通滤波的有源滤波器、低通滤波的无源滤波器、低通滤波的有源滤波器中的一种。
而且，所述的带通滤波的无源滤波器的具体结构为：
第一电感(L1)与其前端的过剩能耗降低单元的一输出端相连接，第一电容(C1)、第二电容(C2)和第二电感(L2)与第一电感(L1)串联连接，第二电感(L2)的另一端与其后端的功率因数提高单元的一端相连接，第一电容(C1)与第二电容(C2)的中点与并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的一端相连接，并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的另一端与前端的过剩能耗降低单元的另一输出端及后端的功率因数提高单元的另一端相连接；
而且，所述的瞬变浪涌抑制单元为压敏电阻或瞬变浪涌抑制器件。
而且，所述的过剩能耗降低单元为一可调节变压器或电子元件调压装置，所述的功率因数提高单元为一可调电容装置。
本发明的优点和积极效果是：
1.本防雷节电保护控制器采用在火线与地线输入端之间连接一瞬变浪涌抑制单元，可有效抑制瞬变浪涌，避免冲击电压或雷电对用电设备的损坏。
2.本防雷节电保护控制器采用四级节电及保护控制电路，第一级采用压敏电阻或瞬变浪涌抑制器件以抑制瞬变浪涌；第二级采用可调节变压器调节电压以降低过剩能耗，第三级采用滤波电路单元用来滤除用电系统或用电设备所产生的各种谐波；第四级采用可调电容装置调节电容值达到最佳的末端功率因数cosΦ，因此，通过上述四级处理能够充分发挥各种类型节电器的功能与特点，使得各种类型节电器的特点在一个用电系统中相互组合、优势互补、叠加节电，实现对用电设备全方位的节电控制，有效地清除了瞬变、浪涌、谐波等电力垃圾，提高了末端功率因数，降低了过剩能耗，节约了用电成本。
3.本防雷节电保护控制器能够通过转换开关分别对电路进行节电工作模式及市电工作模式的转换功能，充分满足不同的用电设备的需要，扩大了使用范围。
4.本防雷节电保护控制器在节电处理同时，为用电设备提供稳定、优质的电力资源，提高了电能的质量，保护了用电设备，延长了用电设备的使用寿命，减少了用电设备的维修次数和维修费用。
5.本发明有效地清除了用电系统中的瞬变、浪涌、谐波等电力垃圾，提高了功率因数cosΦ(cosΦ值可达0.95)，降低了过剩能耗，节约了用电成本；瞬变浪涌抑制单元可避免冲击电压或雷电对用电设备的损坏，保护了用电设备。
附图说明
图1是本防雷节电保护控制器的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
如图1所示，一种防雷节电保护控制器连接在用电系统中的形式为：一端与用电系统相连接，另一端与负载相连接。在本防雷节电保护控制器上设有火线L、零线N及地线E输入端，电路的具体连接结构为：
在火线与地线输入端之间连接一瞬变浪涌抑制单元1，该瞬变浪涌抑制单元可以使用压敏电阻，也可以使用P6KE260A或1.5K260A或5KP浪涌抑制器件，在本实施例中瞬变浪涌抑制单元使用的是压敏电阻，即压敏电阻(RV1)连接在火线与地线之间；火线与零线输入端与过剩能耗降低单元2的输入端相连接，该过剩能耗降低单元为可调节变压器(TR1)，对过高的电压进行降压以降低过剩能耗，即火线与零线输入端与可调节变压器(TR1)的收入端相连接，在可调节变压器(TR1)的两个输入端之间通过一转换开关(SW1)连接第一接触器(KM1)和第二接触器(KM2)，可调节变压器(TR1)的输出端与一滤波电路单元3相连接，该滤波电路单元的两个输出端与功率因数提高单元4的两端相连接，该功率因数提高单元为一可调节电容(C4)，即该滤波电路单元的两个输出端与可调节电容(C4)的两端相连接，该可调节电容的一端通过第一接触器的第一常开触点(KM1-1)连接到负载的火线上，该可调节电容的另一端通过该接触器的第二常开触点(KM1-2)连接到负载的零线上，第二接触器(KM2)的两个常开触点(KM2-1、KM2-2)分别连接在可调节变压器的输入端与负载之间。在该电路中，通过转换开关(SW1)实现对电路的节电工作模式或市电工作模式的转换。
本发明的滤波电路单元可以采用带通滤波的无源滤波器、带通滤波的有源滤波器、低通滤波的无源滤波器、低通滤波的有源滤波器中的任何一种均可实现，本实施例以带通滤波的无源滤波器作为滤波电路单元进行说明：
可调节变压器(TR1)的输出端连接的带通滤波的无源滤波器为：第一电感(L1)与其前端的过剩能耗降低单元(TR1)的一输出端相连接，第一电容(C1)、第二电容(C2)和第二电感(L2)与第一电感(L1)串联连接，第二电感(L2)的另一端与其后端的功率因数提高单元(C4)的一端相连接，第一电容(C1)与第二电容(C2)的中点与并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的一端相连接，并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的另一端与前端的过剩能耗降低单元(TR1)的另一输出端及后端的功率因数提高单元(C4)的另一端相连接。本滤波电路单元的中心频率为50Hz，可有效滤除负载所产生的谐波或系统的背景谐波。
通过采用在火线与地线输入端之间连接一瞬变浪涌抑制单元，可有效抑制瞬变浪涌，避免冲击电压或雷电对用电设备的损坏。在电路中接入瞬变浪涌抑制单元、过剩能耗降低单元、滤波电路单元和功率因数提高单元的四级节电保护电路实现对整个用电系统的全方位的节电及保护控制，有效地清除了瞬变、浪涌、谐波等电力垃圾，提高了末端功率因数，降低了过剩能耗，保护了用电设备。
本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种防雷节电保护控制器，设有火线、零线及地线输入端，其特征在于：在火线与地线输入端之间连接一瞬变浪涌抑制单元，火线与零线输入端连接到一过剩能耗降低单元的输入端，在过剩能耗降低单元的两个输入端之间均通过一转换开关连接两个接触器，过剩能耗降低单元的输出端与一滤波电路单元相连接，该滤波电路单元的两个输出端与一功率因数提高单元的两端相连接，功率因数提高单元的一端通过一接触器的第一常开触点连接到负载的火线上，功率因数提高单元的另一端通过该接触器的第二常开触点连接到负载的零线上，另一接触器的两个常开触点分别连接到过剩能耗降低单元的输入端与负载之间。
2.根据权利要求1所述的防雷节电保护控制器，其特征在于：所述的滤波电路单元为带通滤波的无源滤波器、带通滤波的有源滤波器、低通滤波的无源滤波器、低通滤波的有源滤波器中的一种。
3.根据权利要求1所述的防雷节电保护控制器，其特征在于：所述的带通滤波的无源滤波器的具体结构为：
第一电感(L1)与其前端的过剩能耗降低单元的一输出端相连接，第一电容(C1)、第二电容(C2)和第二电感(L2)与第一电感(L1)串联连接，第二电感(L2)的另一端与其后端的功率因数提高单元的一端相连接，第一电容(C1)与第二电容(C2)的中点与并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的一端相连接，并联的第三电容(C3)、第三电感(L3)的另一端与前端的过剩能耗降低单元的另一输出端及后端的功率因数提高单元的另一端相连接；
4.根据权利要求1所述的防雷节电保护控制器，其特征在于：所述的瞬变浪涌抑制单元为压敏电阻或瞬变浪涌抑制器件。
5.根据权利要求1或3所述的防雷节电保护控制器，其特征在于：所述的过剩能耗降低单元为一可调节变压器或电子元件调压装置，所述的功率因数提高单元为一可调电容装置。
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