CN108429274A - 一种综合高效节电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种综合高效节电装置，包括：三相电抗器，隔离变压器以及电容器；A相电抗线圈输入端与三相电源的T端输入端连接，A相电抗线圈输出端与三相电源的T端输出端连接；B相电抗线圈输入端与三相电源的S端输入端连接，B相电抗线圈输出端与三相电源的S端输出端连接；C相电抗线圈输入端与三相电源的R端输入端连接，C相电抗线圈输出端与三相电源的R端输出端连接；隔离变压器的二次侧与电容器连接。综合高效节电装置平衡三相负荷，减少损耗；使得零序电势大为降低，负荷电流在一定范围内相对平衡，故而减少了没必要的损耗，节省电力；限制了中性点漂移和总行点电流，稳定电压、提高用电设备的使用寿命。

Description

一种综合高效节电装置
技术领域
本发明涉及节电领域，尤其涉及一种综合高效节电装置。
背景技术
传统节电技术主要有电抗节能、有源滤波器节能、稳压调压节能、变频器节能等多种节电技术，主要应用的领域局限于小负载的灯光照明及动力节能，发展得较好的就是大功率空调、风机、水泵的高压变频技术和大温差蓄冷技术，这些技术确实也取得了较高的节电率，但由于他们的局限性和局部节能的情况现在已逐步被系统型节电技术所取代。目前单纯单抗节能自身损耗高，节电率低；有源滤波器节能成本高昂，回收期漫长；稳压调压节能仅限于照明系统，并且自身损耗也很高；变频器节能会造成系统谐波含量超标，对整个系统造成污染。
在节电技术中，现有低压变压器只实现高中低压转换一个功能，解决不了一天中电压波动变化。比如电机运行最佳电压值为380V，但是由于很多用电单位夜间用电量减少，导致电压可达到420伏左右，这样对系统造成较大的影响。
目前，用电设备设计使用时，设备功率预存余量很大，例如：60千瓦的负载通常没有60KW这个标准的电机只能匹配75KW的电机运行，导致无功电流很大。现有低压系统中节能设备主要是功率因数补偿电容柜，主要补偿系统无功电流，从而达到节电的目的。但是其作用单一，不能改善系统的供电质量。不能解决系统三相负荷平衡及中性点漂移等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种综合高效节电装置，包括：三相电抗器，隔离变压器以及电容器；
三相电抗器包括：A相电抗线圈，B相电抗线圈以及C相电抗线圈；
A相电抗线圈输入端与三相电源的T端输入端连接，A相电抗线圈输出端与三相电源的T端输出端连接；
B相电抗线圈输入端与三相电源的S端输入端连接，B相电抗线圈输出端与三相电源的S端输出端连接；
C相电抗线圈输入端与三相电源的R端输入端连接，C相电抗线圈输出端与三相电源的R端输出端连接；
隔离变压器的一次侧第一输入端与A相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器的一次侧第二输入端与B相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器的一次侧第三输入端与C相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器的二次侧与电容器连接。
优选地，A相电抗线圈包括：A1相线圈和A2相线圈；A1相线圈和A2相线圈相互串联；
B相电抗线圈包括：B1相线圈和B2相线圈；B1相线圈和B2相线圈相互串联；
C相电抗线圈包括：C1相线圈和C2相线圈；C1相线圈和C2相线圈相互串联；
隔离变压器的一次侧第一输入端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；
隔离变压器的一次侧第二输入端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；
隔离变压器的一次侧第三输入端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接。
优选地，隔离变压器的一次侧设有第一初级线圈，第一次级线圈，第二初级线圈，第二次级线圈，第三初级线圈，第三次级线圈；
第一初级线圈的第一端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；
第二初级线圈的第一端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；
第三初级线圈的第一端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接；
第一初级线圈的第二端、第二初级线圈的第二端、第三初级线圈的第二端共同连接。
优选地，第一初级线圈的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第一初级线圈分为多级电压接入端；
第二初级线圈的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第二初级线圈分为多级电压接入端；
第三初级线圈的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第三初级线圈分为多级电压接入端。
优选地，电容器包括：电容C1，电容C2以及电容C3；
第三次级线圈第一端，第二次级线圈第二端，电容C1第一端以及电容C2第一端共同连接；
第三次级线圈第二端，第一次级线圈第一端，电容C2第二端以及电容C3第二端共同连接；
第一次级线圈第二端，第二次级线圈第一端，电容C1第二端以及电容C3第一端共同连接。
优选地，A1相线圈和A2相线圈将A相电抗线圈均分；
B1相线圈和B2相线圈将B相电抗线圈均分；
C1相线圈和C2相线圈将C相电抗线圈均分。
优选地，A1相线圈第一端与三相电源的T端输入端连接，A1相线圈第二端与A2相线圈第一端连接，A2相线圈第二端与三相电源的T端输出端连接；
B1相线圈第一端与三相电源的S端输入端连接，B1相线圈第二端与B2相线圈第一端连接，B2相线圈第二端与三相电源的S端输出端连接；
C1相线圈第一端与三相电源的R端输入端连接，C1相线圈第二端与C2相线圈第一端连接，C2相线圈第二端与三相电源的R端输出端连接。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
综合高效节电装置平衡三相负荷，减少损耗；由于采用异相同向串联的耦合线圈联接方式，使得零序电势大为降低，负荷电流在一定范围内相对平衡，故而减少了没必要的损耗，节省电力，增加效益；限制了中性点漂移和总行点电流，稳定电压、提高用电设备的使用寿命。由于自藕线圈交叉接线，相对稳定了用户的电压，使得用电设备的寿命延长，对补偿无功功率，增大容量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为综合高效节电装置整体示意图；
图2为综合高效节电装置星形接法电抗线圈联接示意图；
图3为综合高效节电装置三角形接法电抗线圈联接示意图。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
本发明提供了一种综合高效节电装置，如图1至3所示，包括：三相电抗器1，隔离变压器2以及电容器3；
三相电抗器1包括：A相电抗线圈，B相电抗线圈以及C相电抗线圈；
A相电抗线圈输入端与三相电源的T端输入端连接，A相电抗线圈输出端与三相电源的T端输出端连接；B相电抗线圈输入端与三相电源的S端输入端连接，B相电抗线圈输出端与三相电源的S端输出端连接；C相电抗线圈输入端与三相电源的R端输入端连接，C相电抗线圈输出端与三相电源的R端输出端连接；
隔离变压器2的一次侧第一输入端与A相电抗线圈接入端连接；隔离变压器2的一次侧第二输入端与B相电抗线圈接入端连接；隔离变压器2的一次侧第三输入端与C相电抗线圈接入端连接；隔离变压器2的二次侧与电容器3连接。
其中，A相电抗线圈包括：A1相线圈和A2相线圈；A1相线圈和A2相线圈相互串联；B相电抗线圈包括：B1相线圈和B2相线圈；B1相线圈和B2相线圈相互串联；C相电抗线圈包括：C1相线圈和C2相线圈；C1相线圈和C2相线圈相互串联；
隔离变压器2的一次侧第一输入端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；隔离变压器2的一次侧第二输入端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；隔离变压器2的一次侧第三输入端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接。
本发明中，隔离变压器2的一次侧设有第一初级线圈6，第一次级线圈7，第二初级线圈8，第二次级线圈9，第三初级线圈4，第三次级线圈5；第一初级线圈6的第一端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；第二初级线圈8的第一端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；第三初级线圈4的第一端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接；第一初级线圈6的第二端、第二初级线圈8的第二端、第三初级线圈4的第二端共同连接。
第一初级线圈6的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第一初级线圈6分为多级电压接入端；本实施例中，第一初级线圈6包括了N1挡，N2挡，N3挡，N4挡，N5挡，N6挡；当然具体挡位的数量可以根据实际发明设置；第二初级线圈8的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第二初级线圈8分为多级电压接入端；第二初级线圈8包括了N1挡，N2挡，N3挡，N4挡，N5挡，N6挡；当然具体挡位的数量可以根据实际发明设置；第三初级线圈4的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第三初级线圈4分为多级电压接入端。第三初级线圈4包括了N1挡，N2挡，N3挡，N4挡，N5挡，N6挡；当然具体挡位的数量可以根据实际发明设置。
本发明中，电容器3包括：电容C1，电容C2以及电容C3；第三次级线圈5第一端，第二次级线圈9第二端，电容C1第一端以及电容C2第一端共同连接；第三次级线圈5第二端，第一次级线圈7第一端，电容C2第二端以及电容C3第二端共同连接；第一次级线圈7第二端，第二次级线圈9第一端，电容C1第二端以及电容C3第一端共同连接。电容C1，电容C2以及电容C3为星型连接。
本发明中，A1相线圈和A2相线圈将A相电抗线圈均分；B1相线圈和B2相线圈将B相电抗线圈均分；C1相线圈和C2相线圈将C相电抗线圈均分。
A1相线圈第一端与三相电源的T端输入端连接，A1相线圈第二端与A2相线圈第一端连接，A2相线圈第二端与三相电源的T端输出端连接；B1相线圈第一端与三相电源的S端输入端连接，B1相线圈第二端与B2相线圈第一端连接，B2相线圈第二端与三相电源的S端输出端连接；C1相线圈第一端与三相电源的R端输入端连接，C1相线圈第二端与C2相线圈第一端连接，C2相线圈第二端与三相电源的R端输出端连接。
综合高效节电装置针对电网和实际用电情况研发而成的，具有应用范围广，节电效果好等优点，集节电、保护用电设备、净化电网、平衡三相电压电流、抑制高次谐波于一体的多功能系统节电器，真正从用电系统源头端治理电力污染，达到综合节电的目的。
由于综合高效节电装置采用隔离变压器移相线圈联接方式，使得零序电势大为降低，负荷电流在一定范围内相对平衡，故而减少了没必要的损耗。平衡三相负荷，减少损耗。
由于综合高效节电装置设计了谐波电抗线圈，当谐波电抗线圈流经谐波电流时，其串联回路将谐波电流输送进电抗器的输出端，加大了电抗器的感抗，强制性限制系统流入的电流，从而降低了用电系统整体进入的有功电流和无功电流，滤除谐波电流的同时又利用了谐波电流加大了电抗器的感抗，从而降低了系统的自身损耗，增加了经济效益。
综合高效节电装置限制了中性点漂移和总运行电流，使得3倍的Io达到国家规定的标准之内，节省了有功，从而使得用户的电力浪费降低，也使电费下降，帮助用户减少了电费成本，增加经济效益。
由于综合高效节电装置隔离线圈交叉接线，相对稳定了用户的电压，使得用电设备的寿命延长，减少了用户不必要的开支，帮助用户节省了频繁维护维修的费用，稳定电压、提高用电设备的使用寿命。
综合高效节电装置加装无功补偿电容后，能分别每一相或者三相共同进行补偿无功电流，增大了用电线路的电流承载能力，降低了线路的电能损失，减少了线路造成的电压降，而整体提高了系统的供电能力，变相的扩展的变压器的供电容量。
通过三相电磁能量互通转换技术达到整体三相完全平衡，从而整体解决三相平衡问题。综合高效节电装置在实时检测电网质量的同时传送质量信号给节电机，此时节电机时刻工作在最佳状态，清除电网垃圾保证每时每刻的纯净电能供应，从而达到检测问题与解决问题同步进行。
综合高效节电装置直接在高压侧采取稳定输入输出电压，提高设备本身功率因数，改善电网质量，彻底吸收无功电流，解决电能浪费。
综合高效节电装置中的节电是指通过抑制使用电能时产生的不必要的电力浪费或者排除浪费因素来降低电力浪费；三相平衡系统节电器是将各种电力产品及电力机器设备上消耗的盈余消耗电力及运转中消耗的电力在确保其正常的动作范围内实现消耗的最小化而实现节电的划时代的电力节减装置。
综合高效节电装置是结合隔离变压器、电抗器、无功补偿电容器的整合体。解决了现有低压系统中节能设备主要是功率因数补偿电容柜作用单一，不能改善系统的供电质量。不能解决系统三相负荷平衡、中性点漂移和高次谐波的问题。
三相四线制，Y，yn0配电变压器接线系统中，由于低压单项负荷不能人工均分，所以负荷不平衡是不可避免的，由此引起低压的三相电流不对称，不对称电流可分解为正序、反序和零序分量。
正序和反序电流的三相相位角相差120度，在高低压绕组中都能流通，它们在铁芯中产生的磁通能相互平衡，而零序电流三相同相位，只有中线才能流通，使得中线有3倍的零序电流3Io。这样在铁芯中产生了零序磁通，而零序磁通不能在铁芯中闭合，而是经过空中散发，在高低压绕组中感应出零序电势，从而导致中性点发生漂移，使得三相电压不对称。综合高效节电装置能调整三相负荷平衡和抑制中性点漂移而且能够耦合高次谐波、隔离稳压作用的综合高效节电器。
综合高效节电装置的三相电抗器1包括：A相电抗线圈，B相电抗线圈以及C相电抗线圈；每一相有两个线圈。三相电抗器的A相电抗线圈，B相电抗线圈以及C相电抗线圈采取了异相同向串联，A1与B2同向串联，B1与C2同向串联，C1与A2同向串联，然后按通常星形或者三角形接法联接，由三相首端A B C做为一组引出端，从每相两组线圈中点做为另外一组引出端，再与配电系统低压母线串联使用就能达到目的。
如图3给出综合高效节电装置与电容补偿共同使用，电抗器的设计与普通电抗器没有区别，仅仅联接方式采用异相串联，容量选择如下：
综合高效节电装置的特点是：平衡三相负荷，减少损耗；由于采用异相同向串联的耦合线圈联接方式，使得零序电势大为降低，负荷电流在一定范围内相对平衡，故而减少了没必要的损耗，节省电力，增加效益；限制了中性点漂移和总行点电流，使得3倍的Io达到国家规定的标准之内，节省了有功，从而使得用户的电力浪费降低，也使电费下降，帮助用户减少了电费成本，增加经济效益。稳定电压、提高用电设备的使用寿命。由于自藕线圈交叉接线，相对稳定了用户的电压，使得用电设备的寿命延长，减少了用户不必要的开支，帮助用户节省了频繁维护维修的费用。补偿无功，增大容量；
综合高效节电器加装无功补偿电容后，能分别每一相或者三相共同进行补偿无功电流，增大了用电线路的电流承载能力，降低了线路的电能损失，减少了线路造成的电压降，而整体提高了系统的供电能力，变相的扩展的变压器的供电容量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种综合高效节电装置，其特征在于，包括：三相电抗器(1)，隔离变压器(2)以及电容器(3)；
三相电抗器(1)包括：A相电抗线圈，B相电抗线圈以及C相电抗线圈；
A相电抗线圈输入端与三相电源的T端输入端连接，A相电抗线圈输出端与三相电源的T端输出端连接；
B相电抗线圈输入端与三相电源的S端输入端连接，B相电抗线圈输出端与三相电源的S端输出端连接；
C相电抗线圈输入端与三相电源的R端输入端连接，C相电抗线圈输出端与三相电源的R端输出端连接；
隔离变压器(2)的一次侧第一输入端与A相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器(2)的一次侧第二输入端与B相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器(2)的一次侧第三输入端与C相电抗线圈接入端连接；
隔离变压器(2)的二次侧与电容器(3)连接。
2.根据权利要求1所述的综合高效节电装置，其特征在于，
A相电抗线圈包括：A1相线圈和A2相线圈；A1相线圈和A2相线圈相互串联；
B相电抗线圈包括：B1相线圈和B2相线圈；B1相线圈和B2相线圈相互串联；
C相电抗线圈包括：C1相线圈和C2相线圈；C1相线圈和C2相线圈相互串联；
隔离变压器(2)的一次侧第一输入端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；
隔离变压器(2)的一次侧第二输入端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；
隔离变压器(2)的一次侧第三输入端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接。
3.根据权利要求2所述的综合高效节电装置，其特征在于，
隔离变压器(2)的一次侧设有第一初级线圈(6)，第一次级线圈(7)，第二初级线圈(8)，第二次级线圈(9)，第三初级线圈(4)，第三次级线圈(5)；
第一初级线圈(6)的第一端与A1相线圈和A2相线圈的连接端连接；
第二初级线圈(8)的第一端与B1相线圈和B2相线圈的连接端连接；
第三初级线圈(4)的第一端与C1相线圈和C2相线圈的连接端连接；
第一初级线圈(6)的第二端、第二初级线圈(8)的第二端、第三初级线圈(4)的第二端共同连接。
4.根据权利要求3所述的综合高效节电装置，其特征在于，
第一初级线圈(6)的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第一初级线圈(6)分为多级电压接入端；
第二初级线圈(8)的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第二初级线圈(8)分为多级电压接入端；
第三初级线圈(4)的第二端为多挡位接入端，多挡位接入端将第三初级线圈(4)分为多级电压接入端。
5.根据权利要求3所述的综合高效节电装置，其特征在于，
电容器(3)包括：电容C1，电容C2以及电容C3；
第三次级线圈(5)第一端，第二次级线圈(9)第二端，电容C1第一端以及电容C2第一端共同连接；
第三次级线圈(5)第二端，第一次级线圈(7)第一端，电容C2第二端以及电容C3第二端共同连接；
第一次级线圈(7)第二端，第二次级线圈(9)第一端，电容C1第二端以及电容C3第一端共同连接。
6.根据权利要求3所述的综合高效节电装置，其特征在于，
A1相线圈和A2相线圈将A相电抗线圈均分；
B1相线圈和B2相线圈将B相电抗线圈均分；
C1相线圈和C2相线圈将C相电抗线圈均分。
7.根据权利要求2所述的综合高效节电装置，其特征在于，
A1相线圈第一端与三相电源的T端输入端连接，A1相线圈第二端与A2相线圈第一端连接，A2相线圈第二端与三相电源的T端输出端连接；
B1相线圈第一端与三相电源的S端输入端连接，B1相线圈第二端与B2相线圈第一端连接，B2相线圈第二端与三相电源的S端输出端连接；
C1相线圈第一端与三相电源的R端输入端连接，C1相线圈第二端与C2相线圈第一端连接，C2相线圈第二端与三相电源的R端输出端连接。
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