CN102427233A - 一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，串接在三相供电电网和三相负荷之间，所述三相供电电网和三相负荷通过三条相线和一条中性线进行连接，所述节电装置包括串联在三条相线上的电压稳定器，以及串联在中性线上且相互并联的谐波抑制器和谐波抑制旁路开关，其中：所述电压稳定器包括分别串联在三条相线上的三个相同的稳压模块，每个稳压模块包括调谐电容、保护断路器、调制电感和两个晶闸管；所述谐波抑制器包括串接在所述中性线上的阻波电容，以及分别与该阻波电容并联的阻波电感和过压保护开关。本发明能稳定调节负荷电压以及抑制负荷谐波，达到节电的目的，并且在三相平衡或不平衡时均可运行。

Description

一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置
技术领域
本发明涉及一种用于三相电力系统的节电装置，尤其涉及一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置。
背景技术
目前，降压节电技术和谐波抑制技术是两种有效地节电方法，三相电力系统为保证用户在电压波动情况下的正常用电，往往会使电网电压略高于额定电压，采用降压节电技术可以减少电网电压的过剩供给。随着电力技术的发展，三相电力系统中的非线性负荷逐渐增多，谐波问题也日趋严重，谐波不仅影响电力设备的正常运行，加速设备老化，还会产生大量的畸变功率，通过谐波抑制技术可以有效地减少谐波功率损耗，达到节约电能的目的。
节电技术的发展受到各国重视，各种节电设备应运而生，但存在着相关问题。例如，分接头串联阻抗调压方式无法平滑调节电机输入电压。这种方法虽然结构简单，但显然精度远远不能满足要求，无法达到节能的最佳效果。又例如，电力电子技术在节电设备中应用广泛，具体有开关稳压电源，直流电动机斩波调速，加热电源，高频逆变电弧焊机，交流电机变频调速，电子镇流器等等。电力电子器件具有控制灵活、快速、运行可靠的特点。然而，由于电力电子设备为非线性负载，电子型节电设备的使用可能会引入谐波量，造成谐波污染及畸变功率损耗，成为另一种形式的电能浪费，不是真正意义上的节能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，用于三相电力系统，能稳定调节负荷电压以及抑制负荷谐波，达到节电的目的，并且在三相平衡或不平衡时均可运行。
实现上述目的的技术方案是：
一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，串接在三相供电电网和三相负荷之间，所述三相供电电网和三相负荷通过三条相线和一条中性线进行连接，所述节电装置包括串联在三条相线上的电压稳定器，以及串联在中性线上且相互并联的谐波抑制器和谐波抑制旁路开关，其中：
所述电压稳定器包括分别串联在三条相线上的三个相同的稳压模块，每个稳压模块包括调谐电容、保护断路器、调制电感和两个晶闸管，其中，所述两个晶闸管反向并联后串接所述调制电感形成一支路，该支路与所述调谐电容以及保护断路器相互并联后串接在所属稳压模块所处的相线上；
所述谐波抑制器包括串接在所述中性线上的阻波电容，以及分别与该阻波电容并联的阻波电感和过压保护开关。
上述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其中，所述三相供电电网运行在三相状态下时，所述谐波抑制旁路开关断开；所述三相供电电网运行在缺相状态下时，所述谐波抑制旁路开关闭合。
上述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其中，所述调谐电容为固定电容或可变电容；所述调制电感为固定电感或可变电感。
上述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其中，所述阻波电容为固定电容或可变电容；所述阻波电感为固定电感或可变电感。
本发明的有益效果是：本发明用于三相电力系统，能稳定调节负荷电压以及抑制负荷谐波，从而到达节电的目的，并且不论三相平衡(不缺相)或不平衡(缺相)，均可运行；同时，本发明中的谐波抑制器能在三相电力系统出现接地故障时，降低系统的接地电流，具有保护输电线路的作用。
附图说明
图1是本发明的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置的结构电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，串接在三相供电电网3和三相负荷4之间，三相供电电网3和三相负荷4通过三条相线A、B、C和一条中性线N进行连接，所述节电装置包括串联在三条相线A、B、C上的电压稳定器1，以及串联在中性线N上且相互并联的谐波抑制器2和谐波抑制旁路开关K，其中：
电压稳定器1包括三个相同的稳压模块，该三个稳压模块分别串联在三条相线A、B、C上，每个稳压模块包括调谐电容C1、保护断路器S1、调制电感L1和两个晶闸管Th1、Th2，其中，两个晶闸管Th1、Th2反向并联后串接调制电感L1从而形成一条支路，该支路与调谐电容C1以及保护断路器S1相互并联后，串接在所属稳压模块所处的相线(A、B或C)上，即通过相线(A、B或C)串接在三相供电电网3和三相负荷4之间；在本实施例中，调制电感L1一端连接三相供电电网3，另一端通过反向并联的两个晶闸管Th1、Th2连接三相负荷4；
谐波抑制器2包括串接在中性线N上的阻波电容C2，以及分别与阻波电容C2并联的阻波电感L2和过压保护开关S2；
并联的谐波抑制器2和谐波抑制旁路开关K，通过中性线N串接在三相供电电网3和三相负荷4之间。
调谐电容C1为固定电容或可变电容；调制电感L1为固定电感或可变电感；阻波电容C2为固定电容或可变电容；阻波电感L2为固定电感或可变电感。
对于电压稳定器1，首先通过电压互感器检测本发明的节电装置的出口电压，用电流互感器检测所述节电装置的入口电流，该入口电流通过滤波及相位校正后作为基准触发信号，通过比较所述节电装置的出口电压与设定电压的大小，计算触发延时角，并用所述基准触发信号按前述的计算延时输出，从而控制晶闸管Th1、Th2的通断。对于谐波抑制器2，在将本发明的节电装置接入三相电力系统前，先用谐波测定仪分析系统的谐波，然后选择阻波电感L2和阻波电容C2用以匹配阻断指定谐波的谐振频率，阻波电感L2和阻波电容C2的选取宜适当，电感值应比较小，电容值可相对较大，该匹配方法有利于降低装置成本及缩小装置体积。
本发明用于三相电力系统中，无论三相平衡(不缺相)或者不平衡(缺相)，电压稳定器1能自动的将三相电压调节为设定的标准值以保证三相负荷4始终运行在最佳电压状态。由于三相负荷4通常工作在较高电压状态下，通过调节电压稳定器1中晶闸管Th1、Th2的导通角可调节电压稳定器1的阻抗值，从而达到调节电压的目的，导通角越大，可调电压越大。三相供电电网3运行在三相状态下时，谐波抑制旁路开关K断开，谐波抑制器2正常运行，通过匹配谐波抑制器2中的阻波电感L2和阻波电容C2可将除去三相电力系统中的特定谐波，并能在一定程度上降低其余谐波；在三相电力系统中，中性线上无基波电流，因而谐波抑制器2的使用不会影响三相负荷的功率，但当系统故障而导致三相供电电网3运行于缺相状态下时，谐波抑制器2会影响三相负荷4的功率，系统可根据实际情况将谐波抑制旁路开关K闭合，以确保三相负荷4的功率，当系统出现接地故障时，谐波抑制器2的基波阻抗能在很大程度上降低系统的接地电流，因而又有保护输电线路的作用。在电压稳定器1和谐波抑制器2中分别并联有保护断路器S1和过压保护开关S2，以防止调制电感L1、调谐电容C1、阻波电容C2和阻波电感L2产生的谐振。
综上所述，本发明能有效地稳定调节负荷电压以及抑制负荷谐波，从而达到节电的目的。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，串接在三相供电电网和三相负荷之间，所述三相供电电网和三相负荷通过三条相线和一条中性线进行连接，其特征在于，所述节电装置包括串联在三条相线上的电压稳定器，以及串联在中性线上且相互并联的谐波抑制器和谐波抑制旁路开关，其中：
所述电压稳定器包括分别串联在三条相线上的三个相同的稳压模块，每个稳压模块包括调谐电容、保护断路器、调制电感和两个晶闸管，其中，所述两个晶闸管反向并联后串接所述调制电感形成一支路，该支路与所述调谐电容以及保护断路器相互并联后串接在所属稳压模块所处的相线上；
所述谐波抑制器包括串接在所述中性线上的阻波电容，以及分别与该阻波电容并联的阻波电感和过压保护开关。
2.根据权利要求1所述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其特征在于，所述三相供电电网运行在三相状态下时，所述谐波抑制旁路开关断开；所述三相供电电网运行在缺相状态下时，所述谐波抑制旁路开关闭合。
3.根据权利要求1所述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其特征在于，所述调谐电容为固定电容或可变电容；所述调制电感为固定电感或可变电感。
4.根据权利要求1或3所述的一种具有谐波抑制和稳压功能的节电装置，其特征在于，所述阻波电容为固定电容或可变电容；所述阻波电感为固定电感或可变电感。
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