CN106953325A - 一种用于动态滤除谐波的节电装置 - Google Patents

一种用于动态滤除谐波的节电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于动态滤除谐波的节电装置和方法，包括柜体；柜体内部中间安装有安装隔板；安装隔板的正面上侧设有撑板；撑板正面的一侧设有接线装置；接线装置的接线端连接有排线a；排线a的另一端连接有采集单元；采集单元的下侧设有旁路控制单元；旁路控制单元的下部连接有排线c；排线c的另一端连接有节电装置；采集单元的一侧设有集成控制单元；集成控制单元包括控制芯片；本发明能够通过自身的检测装置及时检测出电网中的谐波含量，通过反馈系统输出精确的补偿电流注入到电网中，从而消除电网中的谐波，同时装置自带旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换，在治理电网谐波的同时还能够有效的抑制浪涌和稳定电压。

Description

一种用于动态滤除谐波的节电装置
技术领域
本发明涉及节电设备技术领域，具体为一种用于动态滤除谐波的节电装置和方法。
背景技术
目前，治理谐波应用最广的是使用无源滤波器。无源滤波器，又称LC滤波器，是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可主要对3、5、7次的谐波进行滤除。虽然其具有结构简单、成本低廉等优势，但是仍然存在较多的缺陷：因为其采用电容和电抗组成某次谐波低通回路，每一次谐波成分就需要一个滤波回路，所以滤除次数非常有限；无源滤波器受系统阻抗影响严重，存在谐波放大和共振的危险；无源滤波器的响应速度较慢，负载的变化较大时会对对补偿效果有较大影响；当谐波量大于补偿能力时，无源滤波器可能因为超载而损坏；所以无源滤波器只适用于系统简单、稳定、负载变化不大的谐波源负载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于动态滤除谐波的节电装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：包括机箱以及设置在机箱内的节电装置本体，所述节电装置本体包括：
控制单元，通过采样单元自动检测电网中谐波，反馈到控制芯片中，使其输出大小相等方向相反的补偿电流抵消电网中的谐波电流；
安全保护装置，通过使用低压控制回路提高手工操作的安全性；
旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换；
稳压装置，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动；
采样单元，自动检测电网中的电流信号；
浪涌治理装置，用于抑制瞬变电流电压；
旁路切换控制键，设置在机箱外且用于手动切换旁路/节电状态。
本发明还提供了所述的装置的动态滤除谐波方法，通过自身的检测装置及时检测出电网中的谐波含量，通过反馈系统输出精确的补偿电流注入到电网中，从而消除电网中的谐波。
进一步的：自带旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路节电的切换，在治理电网谐波的同时还能够有效的抑制浪涌和稳定电压。
进一步的：所述节电装置还包括柜体(1)；所述的柜体(1)内部中间安装有安装隔板(18)；所述的安装隔板(18)的正面上侧设有撑板(2)；所述的撑板(2)正面的一侧设有接线装置(3)；所述的接线装置(3)的接线端连接有排线a(4)；所述的排线a(4)的另一端连接有采集单元(5)；所述的采集单元(5)的下侧设有旁路控制单元(7)；所述的旁路控制单元(7)与采集单元(5)之间设有排线b(6)；所述的旁路控制单元(7)的下部连接有排线c(8)；所述的排线c(8)的另一端连接有节电装置(9)；所述的采集单元(5)的一侧设有集成控制单元(10)；所述的集成控制单元(10)包括控制芯片(11)；所述的集成控制单元(10)的下侧安装有安全保护装置(12)；所述的安装隔板(18)的背面下部一侧设有浪涌治理装置(20)；所述的浪涌治理装置(20)的一侧安装有稳压装置(21)；所述的稳压装置(21)的上侧设有水冷降温装置(22)；所述的水冷降温装置(22)的一侧设有温度控制单元(23)；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接。
进一步的：所述的采集单元(5)内部设有数据采集回路，所述数据采集回路包括视在功率数据采集回路与功率因数数据采集回路；所述的控制芯片(11)为DSP芯片，且内部输入有瞬时叠加计算程序，所述的控制芯片(11)与采集单元(5)数据连接；所述的浪涌治理装置(20)内部安装有浪涌抑制元件。
进一步的，其特征在于：所述的柜体(1)内侧在撑板(2)的下侧安装有支架(19)；所述的支架(19)的一侧面与安装隔板(18)相接触；所述的支架(19)的表面分布有长方形凸起，所述凸起为静电消除装置；所述的柜体(1)顶面中央位置设有一排LED灯(24)。
进一步的：所述的安全保护装置(12)包括内置电源(13)；所述的内置电源(13)的一侧设有低压控制回路模块(15)；所述的低压控制回路模块(15)的另一侧安装有热继电器(16)；所述的低压控制回路模块(15)的下侧设有避雷器(17)；所述的内置电源(13)的下侧设有热继电器(16)；所述的温度控制单元(23)内设有温控芯片、温度传感器与接触继电器组；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接；所述的节电装置(9)内部安装有自愈式低电压并联电容器。
进一步的：所述的柜体(1)正面一侧下部设有四个指示灯(25)；所述的指示灯(25)成排均匀排列；所述的柜体(1)正面靠近另一侧边缘的中间位置安装有旁路切换控制键(32)；所述的旁路切换控制键(32)的一侧安装有指纹锁(26)；所述的旁路切换控制键(32)的上侧设有把手(27)；所述的柜体(1)背面与指纹锁(26)相对的位置安装有普通锁(33)。
进一步的：所述的柜体(1)底面四个角分别安装有一个支腿(29)；所述的柜体(1)底面一侧中间设有接地端头(31)；所述的柜体(1)底面靠近正面的中间位置开有出线孔(30)；所述的柜体(1)两侧下部开有多个换气孔(28)；所述的旁路控制单元(7)内设有旁路接线回路，且所述旁路接线回路中安装有控制接触器组；所述的旁路切换控制键(32)与旁路控制单元(7)电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够通过自身的检测装置及时检测出电网中的谐波含量，通过反馈系统输出精确的补偿电流注入到电网中，从而消除电网中的谐波，同时装置自带旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换，在治理电网谐波的同时还能够有效的抑制浪涌和稳定电压；本设备具有旁路控制单元，自带旁路状态，可以在检测到所补偿无功满足末端所需的无功时自动切换到旁路状态，不会使得无功过补的现象发生，在本设备自身发生故障时，通过旁路控制单元的控制接触器组，会自动切换到旁路状态，恢复用电设备原始的运行状态，不会影响设备的运行及生产；本设备具有抑制浪涌的功能，利用专业的浪涌抑制元件能够有效抑制设备启停时或雷击所产生大电流对电网的冲击，保护用电设备的安全性；本设备从感性到容性的整个范围进行连续的无功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，具有响应速度快、补偿更精确、吸收无功连续，抑制谐波、自身损耗低，及时发现及时补偿，不会出现电容补偿相对滞后的问题。
附图说明
图1为本发明内部正面结构示意图；
图2为本发明内部背面结构示意图；
图3为本发明正面轴测图；
图4为本发明背面轴测图。
图中：1、柜体；2、撑板；3、接线装置；4、排线a；5、采集单元；6、排线b；7、旁路控制单元；8、排线c；9、节电装置；10、集成控制单元；11、控制芯片；12、安全保护装置；13、内置电源；14、船形刀熔开关；15、低压控制回路模块；16、热继电器；17、避雷器；18、安装隔板；19、支架；20、浪涌治理装置；21、稳压装置；22、水冷降温装置；23、温度控制单元；24、LED灯；25、指示灯；26、指纹锁；27、把手；28、换气孔；29、支腿；30、出线孔；31、接地端头；32、旁路切换控制键；33、普通锁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
实施例1
一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：包括机箱以及设置在机箱内的节电装置本体，所述节电装置本体包括：
控制单元，通过采样单元自动检测电网中谐波，反馈到控制芯片中，使其输出大小相等方向相反的补偿电流抵消电网中的谐波电流；
安全保护装置，通过使用低压控制回路提高手工操作的安全性；
旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换；
稳压装置，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动；
采样单元，自动检测电网中的电流信号；
浪涌治理装置，用于抑制瞬变电流电压；
旁路切换控制键，设置在机箱外且用于手动切换旁路/节电状态。
实施例2
所述节电装置还包括柜体(1)；所述的柜体(1)内部中间安装有安装隔板(18)；所述的安装隔板(18)的正面上侧设有撑板(2)；所述的撑板(2)正面的一侧设有接线装置(3)；所述的接线装置(3)的接线端连接有排线a(4)；所述的排线a(4)的另一端连接有采集单元(5)；所述的采集单元(5)的下侧设有旁路控制单元(7)；所述的旁路控制单元(7)与采集单元(5)之间设有排线b(6)；所述的旁路控制单元(7)的下部连接有排线c(8)；所述的排线c(8)的另一端连接有节电装置(9)；所述的采集单元(5)的一侧设有集成控制单元(10)；所述的集成控制单元(10)包括控制芯片(11)；所述的集成控制单元(10)的下侧安装有安全保护装置(12)；所述的安装隔板(18)的背面下部一侧设有浪涌治理装置(20)；所述的浪涌治理装置(20)的一侧安装有稳压装置(21)；所述的稳压装置(21)的上侧设有水冷降温装置(22)；所述的水冷降温装置(22)的一侧设有温度控制单元(23)；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接。
所述的采集单元(5)内部设有数据采集回路，所述数据采集回路包括视在功率数据采集回路与功率因数数据采集回路；所述的控制芯片(11)为DSP芯片，且内部输入有瞬时叠加计算程序，所述的控制芯片(11)与采集单元(5)数据连接；所述的浪涌治理装置(20)内部安装有浪涌抑制元件。
所述的柜体(1)内侧在撑板(2)的下侧安装有支架(19)；所述的支架(19)的一侧面与安装隔板(18)相接触；所述的支架(19)的表面分布有长方形凸起，所述凸起为静电消除装置；所述的柜体(1)顶面中央位置设有一排LED灯(24)。
所述的安全保护装置(12)包括内置电源(13)；所述的内置电源(13)的一侧设有低压控制回路模块(15)；所述的低压控制回路模块(15)的另一侧安装有热继电器(16)；所述的低压控制回路模块(15)的下侧设有避雷器(17)；所述的内置电源(13)的下侧设有热继电器(16)；所述的温度控制单元(23)内设有温控芯片、温度传感器与接触继电器组；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接；所述的节电装置(9)内部安装有自愈式低电压并联电容器。所述的柜体(1)正面一侧下部设有四个指示灯(25)；所述的指示灯(25)成排均匀排列；所述的柜体(1)正面靠近另一侧边缘的中间位置安装有旁路切换控制键(32)；所述的旁路切换控制键(32)的一侧安装有指纹锁(26)；所述的旁路切换控制键(32)的上侧设有把手(27)；所述的柜体(1)背面与指纹锁(26)相对的位置安装有普通锁(33)。所述的柜体(1)底面四个角分别安装有一个支腿(29)；所述的柜体(1)底面一侧中间设有接地端头(31)；所述的柜体(1)底面靠近正面的中间位置开有出线孔(30)；所述的柜体(1)两侧下部开有多个换气孔(28)；所述的旁路控制单元(7)内设有旁路接线回路，且所述旁路接线回路中安装有控制接触器组；所述的旁路切换控制键(32)与旁路控制单元(7)电连接。
实施例3
所述的装置的动态滤除谐波方法，通过自身的检测装置及时检测出电网中的谐波含量，通过反馈系统输出精确的补偿电流注入到电网中，从而消除电网中的谐波。自带旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路节电的切换，在治理电网谐波的同时还能够有效的抑制浪涌和稳定电压。
本发明在具体实施时，通过指纹锁26或者普通锁33打开柜体1，并且对其内部接线装置3进行接线，最终将引出线从出线孔30引出，完成接线工作；将空气断路器的操作手柄打到ON位置，再将船形刀熔开关14打到ON位置；指示灯25与集成控制单元10相关联，四个指示灯25分别表示电源、运行、旁路、故障，当“运行”指示灯25灯亮时表示本设备被投入，系统处于节电运行状态，当“旁路”指示灯25灭时表示本设备被旁路，系统退出节电状态；集成控制单元10对柜体1内部各个元件进行控制，并且通过采集单元5实时自动检测电网中电流信号，送入到集成控制单元10的控制芯片11中进行精密计算，使得输出的补偿电流随着检测的电流的变化而变化，从而达到及时补偿和精确补偿的目的；水冷降温装置22与温度控制单元23相配合，能够精确高效的维持柜体1内的温度稳定；安全保护装置12通过使用低压控制回路提高手工操作的安全性；旁路控制单元7通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换；浪涌治理装置20起到抑制瞬变电流电压的作用，从而本发明可以及时精确补偿用电设备末端所需的无功，响应时间快，并且能够随着末端所需无功变化的需求量来提供补偿，不会发生过补或者欠补现象，设备自带旁路系统，在发生故障时可以切换到旁路状态，不会影响用电设备的使用，可以对浪涌进行治理，降低大型设备启停或者雷击对电网冲击造成的大电流，通过设备内自带的自动检测系统来检测设备电流情况。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：包括机箱以及设置在机箱内的节电装置本体，所述节电装置本体包括：
控制单元，通过采样单元自动检测电网中谐波，反馈到控制芯片中，使其输出大小相等方向相反的补偿电流抵消电网中的谐波电流；
安全保护装置，通过使用低压控制回路提高手工操作的安全性；
旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路/节电的切换；
稳压装置，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动；
采样单元，自动检测电网中的电流信号；
浪涌治理装置，用于抑制瞬变电流电压；
旁路切换控制键，设置在机箱外且用于手动切换旁路/节电状态。
2.一种采用如权利要求1所述的装置的动态滤除谐波方法，其特征在于：通过自身的检测装置及时检测出电网中的谐波含量，通过反馈系统输出精确的补偿电流注入到电网中，从而消除电网中的谐波。
3.一种采用如权利要求1所述的装置的动态滤除谐波方法，其特征在于：自带旁路控制单元，通过控制接触器组的吸合来控制对旁路节电的切换，在治理电网谐波的同时还能够有效的抑制浪涌和稳定电压。
4.一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述节电装置还包括柜体(1)；所述的柜体(1)内部中间安装有安装隔板(18)；所述的安装隔板(18)的正面上侧设有撑板(2)；所述的撑板(2)正面的一侧设有接线装置(3)；所述的接线装置(3)的接线端连接有排线a(4)；所述的排线a(4)的另一端连接有采集单元(5)；所述的采集单元(5)的下侧设有旁路控制单元(7)；所述的旁路控制单元(7)与采集单元(5)之间设有排线b(6)；所述的旁路控制单元(7)的下部连接有排线c(8)；所述的排线c(8)的另一端连接有节电装置(9)；所述的采集单元(5)的一侧设有集成控制单元(10)；所述的集成控制单元(10)包括控制芯片(11)；所述的集成控制单元(10)的下侧安装有安全保护装置(12)；所述的安装隔板(18)的背面下部一侧设有浪涌治理装置(20)；所述的浪涌治理装置(20)的一侧安装有稳压装置(21)；所述的稳压装置(21)的上侧设有水冷降温装置(22)；所述的水冷降温装置(22)的一侧设有温度控制单元(23)；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述的采集单元(5)内部设有数据采集回路，所述数据采集回路包括视在功率数据采集回路与功率因数数据采集回路；所述的控制芯片(11)为DSP芯片，且内部输入有瞬时叠加计算程序，所述的控制芯片(11)与采集单元(5)数据连接；所述的浪涌治理装置(20)内部安装有浪涌抑制元件。
6.根据权利要求4所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述的柜体(1)内侧在撑板(2)的下侧安装有支架(19)；所述的支架(19)的一侧面与安装隔板(18)相接触；所述的支架(19)的表面分布有长方形凸起，所述凸起为静电消除装置；所述的柜体(1)顶面中央位置设有一排LED灯(24)。
7.根据权利要求4所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述的安全保护装置(12)包括内置电源(13)；所述的内置电源(13)的一侧设有低压控制回路模块(15)；所述的低压控制回路模块(15)的另一侧安装有热继电器(16)；所述的低压控制回路模块(15)的下侧设有避雷器(17)；所述的内置电源(13)的下侧设有热继电器(16)；所述的温度控制单元(23)内设有温控芯片、温度传感器与接触继电器组；所述的温度控制单元(23)与水冷降温装置(22)电连接；所述的节电装置(9)内部安装有自愈式低电压并联电容器。
8.根据权利要求1所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述的柜体(1)正面一侧下部设有四个指示灯(25)；所述的指示灯(25)成排均匀排列；所述的柜体(1)正面靠近另一侧边缘的中间位置安装有旁路切换控制键(32)；所述的旁路切换控制键(32)的一侧安装有指纹锁(26)；所述的旁路切换控制键(32)的上侧设有把手(27)；所述的柜体(1)背面与指纹锁(26) 相对的位置安装有普通锁(33)。
9.根据权利要求4所述的一种用于动态滤除谐波的节电装置，其特征在于：所述的柜体(1)底面四个角分别安装有一个支腿(29)；所述的柜体(1)底面一侧中间设有接地端头(31)；所述的柜体(1)底面靠近正面的中间位置开有出线孔(30)；所述的柜体(1)两侧下部开有多个换气孔(28)；所述的旁路控制单元(7)内设有旁路接线回路，且所述旁路接线回路中安装有控制接触器组；所述的旁路切换控制键(32)与旁路控制单元(7)电连接。
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