CN103532135A - 民用配电系统电源净化抑制谐振方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法，其特征在于：提供一单相串联电抗器串联于居民电度表之后，将谐振点控制在不发生带电部分对地谐振的频率范围内。本发明以较小的投资提高民用配电网供电的可靠性、稳定性及安全性；同时很好地解决电磁环境问题，提高居民的健康水平，有利于无线通讯业及各种需要正常发射电磁波的高科技产业的发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法及系统，适用于400V配电系统和220V居民用电户。
背景技术
长期以来困扰居民用电最大烦恼是室内配电系统和各种家用电器极易产生各种个样的电磁谐振和电磁辐射。主要原因是我国与多数国家使用的配电网均采用TN接线，即配电变压器低压侧400V采用中性点接地方式，且用电居民户的保护接地（PE）点也连接在中性点。这种接线方式本来电力部门为了确保对地电压的稳定和设备金属外壳接地所采取的技术措施；但是，这样会极易造成设备带电部分和金属外壳和接地网的电气谐振，谐振的结果便会在空间形成电磁波辐射。
国内外电力部门在配电网的末端均采用TN接线，即目前没有更好的接线方式供选择。因此，现在不可能改变400V配电网的基本接线；只能在技术上采取电源净化抑制谐振措施。
以往日常居住和工作场所的电磁波辐射主要是因为配电网对环境的局部谐振造成，谐振的范围取决于采用高频启动之后所激化的带电线路和带电设备与环境的配合范围。配电网的变压器、线路和用电设备一般呈感性，但带电部分和设备外壳及接地网之间呈电容性，客观上存在固有谐振频率。而且，环境的大小不同则固有谐振频率会有所不同；天气的变化及环境的改变（开门、开窗）也会造成固有谐振频率的变化；还有用电设备投运的数量的多少也会影响固有谐振频率。此外，在相同环境、相同的电气设备条件下，其固有谐振频率也不止一个；这就是为什么电磁辐射的频率还会变化。还有，在相同环境、相同的电气设备条件下，如果外界的激化因素（高频电磁波启动）不同，则设备对地电容的参数会短时间变化。这就是为什么有人启动了某一频率的电磁波谐振辐射，而另一些人不适应这一频率环境，则会设法启动另一频率的电磁波谐振辐射；在启动另一频率电磁谐振时，原有频率的电磁谐振条件会被破坏。当然，也有同时启动多个频率谐振的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法及系统。
本发明采用以下方案实现：一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法，其特征在于：提供一单相串联电抗器串联于居民电度表之后，将谐振点控制在不发生带电部分对地谐振的频率范围内。
在本发明一实施例中，还提供一三相串联电抗器装设于配电系统的配电变压器之后。
本发明还提供一种民用配电系统电源净化抑制谐振系统，其特征在于：包括一配电变压器，所述配电变压器连接到居民的电度表，所述电度表串联一单相串联电抗器。
在本发明一实施例中，所述配电变压器还串联一三相串联电抗器后连接居民的电度表。
本发明以较小的投资提高民用配电网供电的可靠性、稳定性及安全性；同时很好地解决电磁环境问题，提高居民的健康水平，有利于无线通讯业及各种需要正常发射电磁波的高科技产业的发展。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明一实施例的系统原理框图。
图2是本发明另一实施例的系统原理框图。
具体实施方式
本发明提供一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法，提供一单相串联电抗器串联于居民电度表之后，将谐振点控制在不发生带电部分对地谐振的频率范围内；还提供一三相串联电抗器装设于配电系统的配电变压器之后。
本发明还提供一种民用配电系统电源净化抑制谐振系统，如图1所示，图1是在配电系统的配电变压器400V侧装设三相串联电抗器、在每一户居民的电度表220V线路上串联单相电抗器的接线图；包括一配电变压器，所述配电变压器连接到居民的电度表，所述电度表串联一单相串联电抗器。
如图2所示，所述配电变压器还串联一三相串联电抗器后连接居民的电度表。
在已经建成的居民小区，可以分两步实施上述方案。第一步，首先可在每一户居民的电度表之后220V线路上串联单相电抗器；这一投资很省，且实施方便简单。然后，若在小区的公共环境中仍有电磁谐振辐射问题，则可以实施第二步方案；在配电系统的配电变压器400V侧装设三相串联电抗器。
串联电抗器的参数选择与配电系统对地的交流阻抗特性有很大关系，但配电系统对地的交流阻抗随频率变化和电压的不同有较大的变化范围。尤其是在电气负荷投入的多少和环境因素的变化，交流阻抗有很大的不同。串联电抗器应保证有良好的频率特性和不同负荷电流下的线性度。
配电网的带电部分对地阻抗呈电容性。民用配电系统电源净化抑制谐振技术方法中串联电抗器的参数选择主要取决于配电网对地的交流阻抗特性。因此，该技术的关健是测试局部配电网的对地交流阻抗，其中主要是对地电容（电阻效应的比例较小）。
在停电条件下，投入负荷开关；对配电网进行交流阻抗—频率变化曲线测试：
交流电压幅值不变的条件下，改变交流试验电源频率，测量不同频率下的配电网对地电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行扫频测量。试验仪器自动将不同频率下配电网对地电压、电流值测试数据传输给微机，经微机计算出阻抗值后将不同频率下的数据进行统计处理，生成各种曲线和数据表格。
在停电条件下，投入负荷开关；对配电网进行交流阻抗—电压变化曲线测试：
交流电压频率不变的条件下，改变交流试验电源电压幅值，测量同频率下配电网对地电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行改变电压测量。试验仪器自动将不同电源电压下配电网对地电压、电流值测试数据传输给微机，经微机计算出阻抗值后将不同电源电压下的数据进行统计处理，生成各种曲线和数据表格。
随时间变化的交流阻抗特性曲线测试：
将不同时间测量的交流阻抗—频率变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。将不同时间测量的交流阻抗—电压变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。
因配电网络在带电条件下的对地阻抗值与不带电条件下有所不同。因此，在有条件的地方，可以对局部配电网进行正常带电运行条件下的注入高频信号的测试。试验数据可以用来修正停电条件下的测试数据。
配电网中装设串联电抗器的参数决定于配电网对地交流阻抗特性随电压、频率的变化范围和随时间变化的范围。装设串联电抗器谐振点的控制应该根据具体配电网的实际情况和具体环境的试验研究来决定。串联电抗器设置的数量及分布，如转接配电盘处是否需要装设；电抗器的型式和型号的选择（如磁芯材料等），包括线圈绕组的绝缘材料的匝间距离的控制均有特殊要求。所有技术上的要求都应根据具体的电磁环境和用户的不同需要，在进行试验研究的基础上经过分析计算一一确定。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1. 一种民用配电系统电源净化抑制谐振方法，其特征在于：提供一单相串联电抗器串联于居民电度表之后，将谐振点控制在不发生带电部分对地谐振的频率范围内。
2. 根据权利要求1所述的民用配电系统电源净化抑制谐振方法，其特征在于：还提供一三相串联电抗器装设于配电系统的配电变压器之后。
3. 一种根据权利要求1所述的民用配电系统电源净化抑制谐振方法设计的民用配电系统电源净化抑制谐振系统，其特征在于：包括一配电变压器，所述配电变压器连接到居民的电度表，所述电度表串联一单相串联电抗器。
4. 根据权利要求3所述的民用配电系统电源净化抑制谐振系统，其特征在于：所述配电变压器还串联一三相串联电抗器后连接居民的电度表。
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