CN108270221B - 一种民用负荷谐波治理装置 - Google Patents

一种民用负荷谐波治理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108270221B
CN108270221B CN201810205424.XA CN201810205424A CN108270221B CN 108270221 B CN108270221 B CN 108270221B CN 201810205424 A CN201810205424 A CN 201810205424A CN 108270221 B CN108270221 B CN 108270221B
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron core
phase
magnetic filter
coil
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810205424.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108270221A (zh
Inventor
庄敬清
杨志鹏
陈丽婷
蔡钦钻
林培
林锦明
罗其彬
陈立
陈育欣
黄汉腾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shishi Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Shishi Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shishi Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd filed Critical Shishi Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority to CN201810205424.XA priority Critical patent/CN108270221B/zh
Publication of CN108270221A publication Critical patent/CN108270221A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108270221B publication Critical patent/CN108270221B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种民用负荷谐波治理装置，包括串接在配电线路的三相线上的磁性滤波器和串接在零线上的零序电抗器，磁性滤波器包括呈1200对称排列的第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯，第一、第二和第三铁芯上均绕有三个线圈，第一铁芯的三个线圈一端分别作为磁性滤波器的三相输入端、另一端分别与第二铁芯的三个线圈一端连接，第二铁芯的三个线圈另一端分别与第三铁芯的三个线圈一端连接，第三铁芯的三个线圈另一端分别作为磁性滤波器的三相输出端，磁性滤波器三相输出端与民用负荷连接，第一、第二、第三铁芯截面积之比为1:2:1。本发明有效滤除相线中的三次谐波电流，且可消除从民用负荷到上一级开关一整条零线上的三次谐波电流，避免零线电流过大。

Description

一种民用负荷谐波治理装置
技术领域
本发明涉及一种民用负荷谐波治理装置。
背景技术
随着科技的发展，LED光源凭借其在节能降耗领域的性能优势，成为照明主要产品而进入千家万户。然而，LED光源的普及带来的一个严重后果就是谐波污染问题，其中三次谐波含量最为丰富，而其危害尤其严重。三次谐波导致的主要后果包括：变压器过热、配电系统不稳定(频繁跳闸)、零线电流过大、对电子设备形成电磁干扰、污染电磁环境(导致人体亚健康状态)、增加能耗、导致零线过热等。在三次谐波导致的各种危害当中，零线过热的问题最为严重，零线电流往往超过相线电流，而零线过热则会造成电气的火灾隐患。
目前，绝大多数LED光源集中的电表箱、开关箱、综合配电箱并未对LED产生的谐波进行监测、治理，造成的零线电流过大，由于其属于新事物，管理人员疏于发现，即使发现也是通过增加电缆截面积进行处理，存在一定的事故隐患。因此如何对LED光源进行谐波治理，减小安全隐患，是急切需要关注和研究的课题。
针对谐波治理，目前国内外主要有无源滤器和有源滤器两种滤波器在电力系统广泛应用。
有源滤波(APF)自身就是谐波源：其依靠电力电子装置，在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等，相位相反的谐波向量，这样可以抵消掉系统谐波，使其成为正弦波形。有源滤波除了滤除谐波外，同时还可以动态补偿无功功率。其优点是反映动作迅速，滤除谐波可达到95％以上，补偿无功细致，缺点为价格高，容量小，其运行可靠性也不及无源。
无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。这样谐波电流就不会流入系统，无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大，缺点为谐波滤除率一般只有60-80％，同时对基波补偿一定的无功功率。
现有的无源滤器和有源滤器技术处理LED电流谐波，最大的缺点是，只有安装处能保证其安装位置的上游(线路侧)谐波电流减小，对于下游(负载侧)的线路没有任何效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种民用负荷谐波治理装置，有效滤除相线中的三次谐波电流，且可消除从民用负荷到上一级开关这一整条零线上的三次谐波电流，解决零线电流过大的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种民用负荷谐波治理装置，用于消除配电线路中的三次谐波，包括串接在配电线路的三相线上的磁性滤波器和串接在零线上的零序电抗器，磁性滤波器包括呈1200对称排列的第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯，第一、第二和第三铁芯上均绕有三个线圈，第一铁芯的三个线圈一端分别作为磁性滤波器的三相输入端、另一端分别与第二铁芯的三个线圈一端连接，第二铁芯的三个线圈另一端分别与第三铁芯的三个线圈一端连接，第三铁芯的三个线圈另一端分别作为磁性滤波器的三相输出端，第一、第二和第三铁芯相互连接的线圈的相位相同，第一、第二和第三铁芯上的线圈均是由上至下按照A相、B相、C相的顺序排列，第一、第二和第三铁芯上的三个线圈间隔布置，磁性滤波器三相输出端与民用负荷连接，第一、第二、第三铁芯截面积之比为1:2:1。
进一步的，还包括可控的三相旁路开关和监测装置，三相旁路开关两端分别与磁性滤波器的三相输入端和三相输出端连接，监测装置包括分别与三相旁路开关连接以控制其通断的控制模块、与控制模块连接用于采集各相线的电能数据并反馈至控制模块的采集模块。
进一步的，所述第一、第二和第三铁芯由高导磁硅钢片制成。
进一步的，所述第一、第二和第三铁芯均设置有多段气隙。
进一步的，所述监测装置还包括与分别与控制模块连接的显示模块和告警模块。
进一步的，所述监测装置为电能监测仪。
进一步的，还包括壳体，所述磁性滤波器、零序电抗器、三相旁路开关和监测装置均设置在壳体内，壳体上开设有分别与磁性滤波器三相输入端连接的三相输入接口、分别与磁性滤波器三相输出端连接的三相输出接口、分别与零序电抗器输入端和输出端连接的零线输入接口和零线输出接口。
进一步的，所述壳体由喷塑铁或者不锈钢材料制成。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明的磁性滤波器串接在A、B、C三相线上、零序电抗器串接在零线上，磁性滤波器的第一、第二、第三铁芯和各线圈针对三次谐波电流设计，使三次谐波电流通过同一个磁场且电流值相等，但电流方向相反，因此三次谐波电流能够在该磁场中相互抵消而不影响基波电流通过，从而有效滤除A、B、C三相线中的三次谐波电流，且零线上的零序电抗器对三次谐波电流呈高阻抗，对基波电流则呈低阻抗，进一步滤除磁性滤波器未滤除的三次谐波电流，从而能够使三相线和零线中的三次谐波电流下降90％以上，零线电流有效值下降85％以上，且可消除从民用负荷到上一级开关这一整条零线上的三次谐波电流，有效保证配电线路的使用安全，且本发明结构简单，使用方便。
2、本发明还设置有A、B、C相旁路开关，旁路开关两端分别与磁性滤波器输入端和输出端连接，采集模块采集A、B、C三相线的电流并反馈至控制模块，控制模块根据该电流判断磁性滤波器是否正常工作，当磁性滤波器未正常工作时，控制旁路开关闭合，使市电直接为民用负荷(即LED光源)供电，保证LED灯源的持续供电。
3、监测装置还包括显示模块和告警模块，控制模块根据对采集模块采集的电压和电流电流数据计算谐波和功率等数据，并控制显示模块进行显示，当出现过流、过压或者过谐波时，控制模块控制告警模块进行告警，能够更为直观有效地监测配电线路和磁性滤波器的工作状态，以能够在出现异常时及时处理，避免出现更严重的后果。
4、磁性滤波器、零序电抗器、三相旁路开关和监测装置均设置在壳体内，便于运输和安装。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明磁性滤波器的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，民用负荷谐波治理装置用于消除配电线路中的三次谐波，民用负荷4为三相负载(如大致平衡分配至A、B、C相三相线上的LED光源)，配电线路包括相线A、相线B、相线C和零线N，谐波治理装置包括壳体、设置在壳体中的磁性滤波器1、零序电抗器2、可控的A相旁路开关K1、可控的B相旁路开关K2、可控的C相旁路开关K3和监测装置3，磁性滤波器1串接在配电线路的A、B、C相三相线上，零序电抗器2串接在配电线路的零线N上，磁性滤波器1包括呈1200对称排列的第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13、分别与第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13上端连接的圆形上轭铁15、分别与第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13下端连接的圆形下轭铁16，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13上均饶有三个线圈14，第一铁芯11的三个线圈14一端分别作为磁性滤波器1的A、B、C相三相输入端、另一端分别与第二铁芯12的三个线圈14一端连接，第二铁芯12的三个线圈14另一端分别与第三铁芯13的三个线圈14一端连接，第三铁芯13的三个线圈14另一端分别作为磁性滤波器1的A、B、C相三相输出端，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13相互连接的线圈14的相位相同，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13上的线圈14均是由上至下按照A相、B相、C相的顺序排列，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13上的三个线圈14间隔布置，且最上端的线圈14与圆形上轭铁15间隔布置，最下端的线圈14与圆形下轭铁16间隔布置，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13均由高导磁硅钢片制成，第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13上均设置有多段气隙，且第一铁芯11、第二铁芯12和第三铁芯13截面积之比为1:2:1，图2中所示的各线圈为示意图，具体线圈匝数需结合实际应用环境下的相线电流的大小确定。
A相旁路开关K1、B相旁路开关K2、C相旁路开关K3两端分别与磁性滤波器1的A、B、C相三相输入端和A、B、C相三相输出端连接，监测装置3包括第一输出端分别与A相旁路开关K1、B相旁路开关K2、C相旁路开关K3连接以控制其通断的控制模块31、输入端分别与A、B、C相三相线连接且输出端与控制模块31输入端连接的采集模块32、分别与控制模块31第二输出端连接的显示模块33和告警模块34，采集模块32用于采集A、B、C相三相线的电压和电流数据并反馈至控制模块31，控制模块31根据电流数据控制A相旁路开关K1、B相旁路开关K2、C相旁路开关K3的通断，具体为，当电流数据低于设定值时，控制模块31判定磁性滤波器1故障，则控制A相旁路开关K1、B相旁路开关K2、C相旁路开关K3接通，以实现旁路供电；控制模块31还根据电压和电流数据计算谐波和功率等数据，并控制显示模块33进行显示，当出现过流、过压或者过谐波时，控制模块31控制告警模块34进行告警。
在本实施例中，监测装置3为电能监测仪，在另一实施例中，控制模块31可采用单片机，采集模块32可包括电压互感器和电流互感器，显示模块33可采用液晶屏，告警模块34可采用现有的声光告警装置。
壳体为由喷塑铁制成的空心长方体，其上开设有分别与磁性滤波器1的A、B、C相三相输入端连接的A、B、C相三相输入接口、分别与磁性滤波器1的A、B、C相三相输出端连接的A、B、C相三相输出接口、分别与零序电抗器2输入端和输出端连接的零线输入接口和零线输出接口。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种民用负荷谐波治理装置，用于消除配电线路中的三次谐波，其特征在于：包括串接在配电线路的三相线上的磁性滤波器和串接在零线上的零序电抗器，磁性滤波器包括呈120°对称排列的第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯，第一、第二和第三铁芯上均绕有三个线圈，第一铁芯的三个线圈一端分别作为磁性滤波器的三相输入端、另一端分别与第二铁芯的三个线圈一端连接，第二铁芯的三个线圈另一端分别与第三铁芯的三个线圈一端连接，第三铁芯的三个线圈另一端分别作为磁性滤波器的三相输出端，第一、第二和第三铁芯相互连接的线圈的相位相同，第一、第二和第三铁芯上的线圈均是由上至下按照A相、B相、C相的顺序排列，第一、第二和第三铁芯上的三个线圈间隔布置，磁性滤波器三相输出端与民用负荷连接，第一、第二、第三铁芯截面积之比为1:2:1；所述第一、第二和第三铁芯均设置有多段气隙。
2.根据权利要求1所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：还包括可控的三相旁路开关和监测装置，三相旁路开关两端分别与磁性滤波器的三相输入端和三相输出端连接，监测装置包括分别与三相旁路开关连接以控制其通断的控制模块、与控制模块连接用于采集各相线的电能数据并反馈至控制模块的采集模块。
3.根据权利要求2所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：所述第一、第二和第三铁芯由高导磁硅钢片制成。
4.根据权利要求2或3所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：所述监测装置还包括与分别与控制模块连接的显示模块和告警模块。
5.根据权利要求4所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：所述监测装置为电能监测仪。
6.根据权利要求2或3所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：还包括壳体，所述磁性滤波器、零序电抗器、三相旁路开关和监测装置均设置在壳体内，壳体上开设有分别与磁性滤波器三相输入端连接的三相输入接口、分别与磁性滤波器三相输出端连接的三相输出接口、分别与零序电抗器输入端和输出端连接的零线输入接口和零线输出接口。
7.根据权利要求6所述的一种民用负荷谐波治理装置，其特征在于：所述壳体由喷塑铁或者不锈钢材料制成。
CN201810205424.XA 2018-03-13 2018-03-13 一种民用负荷谐波治理装置 Active CN108270221B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810205424.XA CN108270221B (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种民用负荷谐波治理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810205424.XA CN108270221B (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种民用负荷谐波治理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108270221A CN108270221A (zh) 2018-07-10
CN108270221B true CN108270221B (zh) 2020-05-29

Family

ID=62774803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810205424.XA Active CN108270221B (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种民用负荷谐波治理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108270221B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108767833A (zh) * 2018-07-27 2018-11-06 国电南瑞科技股份有限公司 单相磁约束型故障电流限制器
CN109494745B (zh) * 2018-11-26 2022-05-03 江西鑫业电气工程有限公司 一种电抗器谐波治理系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201185348Y (zh) * 2008-03-24 2009-01-21 力迅电通科技（北京）有限公司 磁性滤波器
CN101599646A (zh) * 2008-06-03 2009-12-09 力迅电通科技（北京）有限公司 磁性滤波器以及磁性滤波器轭铁与柱铁的对接方法
CN102360720B (zh) * 2011-06-01 2013-10-16 北京旺兴达电气设备有限公司 磁性零序滤波器
CN202218017U (zh) * 2011-09-07 2012-05-09 深圳市新恒基电气有限公司 移相磁性滤波器
KR20140120084A (ko) * 2013-04-02 2014-10-13 (주)대신파워 친환경 절전형 하이브리드 고조파 상쇄장치 및 그 제어방법
CN107146698B (zh) * 2017-06-12 2019-08-06 广东光达电气有限公司 串联零线电流滤波器及其在用电设备上的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108270221A (zh) 2018-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102545221A (zh) 用于直流电动钻机的全有源动态谐波抑制及无功补偿系统
CN104494467A (zh) 电气化铁路V/v牵引变电站潮流控制装置
CN106655218A (zh) 一种混合式滤波补偿装置
CN103532402A (zh) 一种电源配电系统及方法
CN202135054U (zh) 直流多电源转换装置
CN108270221B (zh) 一种民用负荷谐波治理装置
CN104617580B (zh) 谐振式限流系统及控制方法
CN201717638U (zh) 电网静止同步补偿装置
CN209472394U (zh) 一种电力系统谐波消除监测装置
CN202084928U (zh) 混合补偿滤波柜
CN203859524U (zh) 一种并联有源电力滤波装置
CN202084929U (zh) 一种并联混合型有源电力滤波器
CN101552472B (zh) 一种有源电力滤波器
CN109256862A (zh) 基于节能提效的用电安全服务系统
CN202142980U (zh) 交直流变换节能滤波低噪音集成系统
CN206658050U (zh) 一种混合式滤波补偿装置
CN202930939U (zh) 智能型三相节电器
CN203859529U (zh) 自恢复无功补偿晶闸管滤波装置
CN203589734U (zh) 一种柔性低压功率补偿装置
CN206401150U (zh) 一种系统变压器
CN113471973A (zh) 线路谐波控制系统
CN203482108U (zh) 一种电源配电系统
CN204118737U (zh) 中频炉用混合型动态滤波补偿装置
CN219554830U (zh) 一种铁路智能有源滤波稳压装置
CN202524086U (zh) 电力有源滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant