CN202142854U - 一种电能优化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电能优化装置，其包括灵活交流输电单元、与灵活交流输电单元电性并接的手动自动旁路单元、电性连接于灵活交流输电单元与手动自动旁路单元之间的CPU电能质量检测与分析控制单元、与灵活交流输电单元电性连接的电磁调控主机、电性连接于灵活交流输电单元与电磁调控主机之间的电能优化控制单元、电性输出的输出采样单元、以及电性连接于输出采样单元与电磁调控主机之间的输出滤波单元。所述电能优化装置，通过对用电设备的供电电压、供电电流等信息进行采样并分析，寻求用电设备的最佳工作状态，解决供、配电电压过高的问题，保持终端设备用电电压的稳定，调整输出功率，实现优化供电，节约电能和延长设备使用寿命的目的。

Description

一种电能优化装置

技术领域

本实用新型涉及一种优化装置，尤其涉及一种电能优化装置。

背景技术

由于高压输电的原因，电网的供电电压总是高于设备的额定值，尤其是夜间电压更高，形成电能过剩供给，用电设备长期在高电压下运行会导致使用寿命缩短，并造成电能浪费。 

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种电能优化装置，解决供、配电电压过高的问题，保持终端设备用电电压的稳定，调整输出功率，实现优化供电，节约电能和延长设备使用寿命的目的。

本实用新型是这样实现的，一种电能优化装置，其包括灵活交流输电单元、与该灵活交流输电单元电性并接的手动自动旁路单元、电性连接于该灵活交流输电单元与该手动自动旁路单元之间的CPU电能质量检测与分析控制单元、与该灵活交流输电单元电性连接的电磁调控主机、电性连接于该灵活交流输电单元与该电磁调控主机之间的电能优化控制单元、电性输出的输出采样单元、以及电性连接于该输出采样单元与该电磁调控主机之间的输出滤波单元。

进一步地，该电能优化装置包括一个闭环反馈系统，该闭环反馈系统包括该CPU电能质量检测与分析控制单元、该电能优化控制单元、该电磁调控主机、该输出滤波单元以及该输出采样单元。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型提供的电能优化装置，通过对用电设备的供电电压、供电电流等信息进行采样并分析，寻求用电设备的最佳工作状态，解决供、配电电压过高的问题，保持终端设备用电电压的稳定，调整输出功率，实现优化供电，节约电能和延长设备使用寿命的目的；同时用户还可根据实际需要进行动态调解，保存信息，使用电设备在用户需要的工作模式下运行。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施方式提供的电能优化装置的模块结构示意图。

符号说明

电能优化装置                                 100

灵活交流输电单元                             10

手动自动旁路单元                             20

CPU电能质量检测与分析控制单元               30

电磁调控主机                                 40

电能优化控制单元                             50

输出采样单元                                 60

输出滤波单元                                 70

具体实施方式

为了使本实用新型的的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，其为本实用新型较佳实施方式提供的电能优化装置100的模块组成示意图，电能优化装置100包括灵活交流输电单元10、与灵活交流输电单元10电性并接的手动自动旁路单元20、电性连接于灵活交流输电单元10与手动自动旁路单元20之间的CPU电能质量检测与分析控制单元30、与灵活交流输电单元10电性连接的电磁调控主机40、电性连接于灵活交流输电单元10与电磁调控主机40之间的电能优化控制单元50、电性输出的输出采样单元60、以及电性连接于输出采样单元60与电磁调控主机40之间的输出滤波单元70。

电能优化装置100通过灵活交流输电单元10对三相电网的三相电流、电压、功率因数、谐波波形等量进行采样并滤除该三相电网中输入的高次谐波、瞬流和浪涌，采集量送入CPU电能质量检测与分析控制单元30。CPU电能质量检测与分析控制单元30将该采集量与其数据库中存储的正常量进行比较，并判断出需要优化的指标以及幅度。CPU电能质量检测与分析控制单元30发出指令，由电能优化控制单元50去调控电磁调控主机40，优化电能参数，输出由滤波单元70进行滤波。同时，CPU电能质量检测与分析控制单元30对输出采样单元60的输出进行反馈检测，并将反馈量输入电能优化控制单元50进行处理，从而实现优化装置的闭环反馈，实现对电能质量的优化和用电设备最佳工作状态的动态跟踪。

电能优化装置100针对目前220V~10KV用电网络中，对电能质量敏感的各种精密的、复杂的用电负荷提供高效洁净的电力能源而研制的高科技产品。电能优化装置100采用灵活交流输电技术，非相控制电磁平衡技术以及电磁补偿技术，基于直接空间矢量的PWM技术，同时结合当今CPU动态能量质量监测分析技术对电能质量实时跟踪并分析，进而得出需要调节的电能指标和幅度，由电能优化控制单元50进行输入调整，再经由电磁调控主机40和滤波单元70对电能进行优化，对谐波进行滤除，从而达到净化电网，节约电能的目的。

电能优化装置100能实现以下功能：

（1）调整三相电压不平衡

在低压三相电网中，负载大的一相电压降低，负载小的一相电压升高，导致设备的供电电压波动，无法在其正常状态下工作；产生负序电流，因而产生反转矩，使正序转矩降底，增加额外电能损耗；产生逆向旋转磁场，在转子上引起额外的铁损、铜损以及散杂损耗和定子铜损，使电机的温度升高，损耗增加。

电能优化装置100利用CPU电能质量检测与分析控制单元30实时对电能进行监测、判断，发出指令经过电能优化控制单元50进行调整，通过互相补偿铁芯磁通量，最大限度地保持各相之间的磁势一致，从而保持三相平衡。电能优化装置100对三相电压不平衡可以在2~3%范围内进行调整，使用设备在三相电压趋于平衡、对称的状态下优质运行。

（2）消除谐波污染

电网上的高次谐波来源很多，如大气过电压、可控硅、变频设备、邻近大功率设备关停等。谐波的存在除了会对电机造成附加损耗外，还会产生机械振动。噪声和过电压使变压器过热，甚至损坏用电设备。

电能优化装置100采用灵活交流输电单元10的灵活交流输电技术，可以通过电磁调控主机40消除进入系统的高次谐波。控电磁调控主机40是惰性电磁装置，输出电压总是正弦波，本身不产生高次谐波，同时又能抑制用电设备所形成的谐波成分对电网的传送，达到清洁电网，优化电能质量的目的。电能优化装置100采用输出滤波系统、保证对用电设备提供干净、清洁能源。

（3）提高功率因素，降低线损和变损

功率因素是影响电源利用率的关键因素，功率因素低，会降低电压和用电设备的效率，增加损耗。电能优化装置100根据CPU电能质量检测与分析控制单元30对电能质量参数和设备运行状况进行动态监测分析，利用专门设计特殊的电气连接，通过电磁调节，可对电机提供无功补偿电流，使供电系统供给的无功功率减小，减少了线路损耗，提高设备的功率因素1—7%。

（4）降低负载工作电流，具有软启动特性

用电设备在大电流工作状态下，会使电机的损耗增加，电机的温度上升，缩短电机的使用寿命。电能优化装置100采用灵活交流输电技术和优质的输出滤波技术，相当于电感给负载提供部分电流，同时又能控制启动电流使其缓慢增加。电能优化装置100将电机启动电流控制在额定值4倍以内，有效地限制负载工作电流不超过额定值，并能降低电流10%以上，而不降低电机转速和功效。同时由于电流损耗的减小，发热大大降低，从而延长寿命，并达到系统增容的目的。

（5）抑制瞬流和浪涌

用电设备产生大量的瞬流和浪涌，在电网里迂回徘徊，形成电网污染。瞬流产生的高电压，使设备过热，开关装置接触元件的触点氧化，用电设备的工作效率降低。造成用电设备加速损坏和电耗增加。电能优化装置100采用灵活交流输电技术使来自电网的过电压、瞬流和浪涌能够基本被电能优化装置100滤除。

电能优化装置100的主机是惰性器件，具有较强的抗过电压、抗过电流能力和较强的抗电压突变，抗电流突变的能力，可以保护用电设备不受冲击，抑制了瞬流和浪涌，将过热和污染影响减少到最小，达到降温、清洁用电的效果。电能优化装置100专门设计了一套特殊的滤波绕组，该滤波绕组不仅能有效地将有害谐波拒之门外，同时还可以缓冲电网的瞬流和浪涌电流，将过热和污染影响减少到最小，达到降温、清洁用电的效果。

（6）节约电能，效果显著

由于电能优化装置100具有调整三相电压不平衡、消除谐波污染、提高功率因数、降低线损和变损等功能，综合节电效果显著，节电率可以达到15-30%，仅节约电费项一年半就可以回收设备的投资，同时还可以净化电网，延长用电设备的使用寿命。

（7）事故追忆、数据远传等功能

可记忆50次故障类型、发生时间等数据，为故障分析与处理提供信息；配有RS485微机通讯接口，可以与用户微机监控系统实现远距离数据通讯。

综上所述，本实用新型提供的电能优化装置100具备以下特点：

（1）动态调解

CPU动态电能质量检测，分析控制技术应用，使用装置能够动态对系统电能参数（如电压、电流、功率因数）等进行数据采样并分析计算，从而对输出进行动态调解，达到优化输出的目的。

（2）电能优化效果高，节能效果显著

本装置采用非相控制电磁平衡技术，使用惰性电磁装置，不仅可以抑制从电源侧浸入的高次谐波和瞬变成分，同时可以优化电能质量，抑制用电设备所形成的谐波成分对电网的传送。

（3）装置自身损耗极小

本装置主机选用优质特磁性材料和特殊的绕组设计，使得铁芯磁场的涡流损失和磁滞损失比一般磁钢片的损失少得多，几乎忽略不计，自身损耗极低。

（4）节电功能稳定

采用大液晶显示控制器，可以将所需电压值根据现场情况进行设定。控制器实时采集三相电压、电流信号，调控电磁主机的输出，使输出电压稳定控制在设定值范围内，而不受现场电压波动变化的影响。装置自动化程度高，采用自主研发的控制器，运算速度快，抗干扰能力强，LED大屏幕液晶显示界面，使得操作简便，人机交互界面友好。

（5）保护功能齐全，使用安全性高

装置内部设有过热、过流、过压故障报警功能，在过热时装置本体降温系统自动启动，开始调节温度；当装置发生过流、过压及本体故障时，装置发出报警，同时自动旁路装置启动，使装置脱离系统不影响系统正常运行，在故障排除后，自动恢复到系统中开始运行，同时装置还配有手动旁路设计。

（6）使用寿命长

本装置主机采用惰性电能装置，制造工艺优越，确保产品的使用寿命可达15年以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。       

Claims (2)

1.一种电能优化装置，其特征在于，其包括灵活交流输电单元、与该灵活交流输电单元电性并接的手动自动旁路单元、电性连接于该灵活交流输电单元与该手动自动旁路单元之间的CPU电能质量检测与分析控制单元、与该灵活交流输电单元电性连接的电磁调控主机、电性连接于该灵活交流输电单元与该电磁调控主机之间的电能优化控制单元、电性输出的输出采样单元、以及电性连接于该输出采样单元与该电磁调控主机之间的输出滤波单元。

2.如权利要求1所述的电能优化装置，其特征在于，该电能优化装置包括一个闭环反馈系统，该闭环反馈系统包括该CPU电能质量检测与分析控制单元、该电能优化控制单元、该电磁调控主机、该输出滤波单元以及该输出采样单元。

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