CN203444905U - 零序滤波节电器 - Google Patents
零序滤波节电器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203444905U CN203444905U CN201320410456.6U CN201320410456U CN203444905U CN 203444905 U CN203444905 U CN 203444905U CN 201320410456 U CN201320410456 U CN 201320410456U CN 203444905 U CN203444905 U CN 203444905U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- winding
- tail end
- iron core
- head end
- zero
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009499 grossing Methods 0.000 title abstract 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 206
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000008676 import Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
本实用新型涉及零序滤波节电器,采用三个铁芯柱组合,三个铁芯柱所安放的空间位置互差120°,呈“品”字型结构;铁芯柱上绕有绕组,分别为绕组A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3;绕组A3、B3、C3为逆时针绕制,其余绕组为顺时针绕制;绕组A2的首端与绕组A1的尾端相连,绕组A2的尾端与绕组B3的尾端相连;绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连,绕组B2尾端与绕组C3的尾端相连;绕组C2首端与绕组C1的尾端相连,绕组C2尾端与绕组A3的尾端相连;绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与对应的三相电源线连接,绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端作为输出端,与负载系统的配连;绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接入负载系统的中性线。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节电器,特别是零序滤波节电器,其是一种可适当降低电压、滤除负荷侧的零序基波与三倍频谐波电流的电力节电器。本发明属于低压电器范畴。
背景技术
据申请人所知,现有的三相四线制低压配电系统普遍存在电压偏高、三相负荷不平衡以及谐波污染的现象,这些现象会导致用电设备的损耗增加,并会在配电系统的中性线上产生发热损耗;此外,由于谐波造成的配电变压器的涡流损耗及杂散损耗也是客观存在的,从而使得用电效率下降。针对上述问题,通常采用节电器来提高用电效率,防止不应有的用电损耗。目前,市场上已出现了多种基于不同原理的节电器。
如中国专利文献公开的(专利号为200610112318.4)《一种基于曲折型接线自耦变压器的节电器》,其主要结构包括:主回路电抗线圈串联在高压线路中;自耦式抽头调压线圈与主回路电抗线圈并联,由转换开关控制接通不同的抽头改变主回路电抗线圈两端的电压;在同一变压铁芯上绕制有独立的平衡相位调整线圈。申请人经过研究发现,该发明虽能起到调节电压的作用,但对三相负荷不平衡和谐波的补偿能力不足。
再如中国专利文献公开的(专利号为200320116133.2)《节电器》,其是一种是三相或单相的节电器,采用了特殊绕法的扼流圈和滤波电容串联电路以及压敏电阻,其可以实现对输电线路进行无功补偿以提高运行效率,但也存在一定的缺陷,即对不平衡负载的补偿效果欠佳。
发明内容
本实用新型的目的是,针对上述现有技术存在的不足,进行改进,提出并研究零序滤波节电器,其是一种具有适当降低电压、平衡三相负荷和滤除三倍频谐波功能的零序滤波节电器。本实用新型在使用时接入三相四线制配电系统的负荷侧,通过本实用新型采用的实现适当降低电压、滤除零序基波和三倍频谐波电流的具体结构达到节电的效果。
本实用新型的技术解决方案是,采用三个铁芯柱组合,三个铁芯柱所安放的空间位置完全对称且空间角度互差120°,呈“品”字型结构设置;铁芯柱上绕有绕组,分别为绕组A1、绕组A2、绕组A3、绕组B1、绕组B2、组绕B3、绕组C1、绕组C2、绕组C3;绕组A1、绕组B1、绕组C1的匝数均为N1;绕组A2、绕组B2、绕组C2的匝数均为N2;绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数均为N3;其特征在于:绕组A3、绕组B3、绕组C3为逆时针绕制,其余绕组为顺时针绕制;绕组A2的首端与绕组A1的尾端相连,绕组A2的尾端与绕组B3的尾端相连;绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连,绕组B2尾端与绕组C3的尾端相连;绕组C2首端与绕组C1的尾端相连,绕组C2尾端与绕组A3的尾端相连;绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源线中的一相电源线连接,绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端作为输出端,分别与负载系统的对应的输入端配连;绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接入负载系统的中性线。
其特征在于,铁芯柱采用高导磁率铁芯。
其特征在于,每一个铁芯柱都绕有三个绕组。
其特征在于,高导磁率铁芯采用立体卷绕铁芯。
本实用新型的创新点在于,具备有适当降低电压的功能和能够滤除由于负载不平衡导致的零序基波电流以及三倍频谐波电流的功能,可有效解决三相四线制低压配电系统中普遍存在电压偏高、三相负荷不平衡以及谐波污染的问题,能够很好地提高用电效率。
本实用新型的优点是,设计合理、结构简单、运行可靠、维护方便、节电效果好,而且可显著减少由于系统侧电源存在零序电压分量所导致的零序电流,其适用于宾馆、酒店等多种场合使用,其节电可达到7%—10%左右的用电量。
附图说明
图1、本实用新型的基本结构示意图。
图2、本实用新型的基本结构的电原理图。
图3、本实用新型接入电力系统工作的电路图。
图4、本实用新型在三相正序电压下的矢量图。
图5、本实用新型接入电力系统工作的等效电路图。
图6、三相不平衡负载条件下,无本实用新型时的仿真结果示意图。
图7、三相不平衡负载条件下,有本实用新型时的仿真结果示意图。
图8、三相非线性负载条件下,无本实用新型时的仿真结果示意图。
图9、三相非线性负载条件下,有本实用新型时的仿真结果示意图。
具体实施方式
下面,根据附图,进一步描述本实用新型的实施例。
如图1、图2所示,本实用新型采用一组三个同样形状的铁芯柱,三个铁芯柱所安放的空间位置完全对称且空间角度互差120°,三个铁芯柱呈“品”字型结构设置。铁芯柱采用高导磁率铁芯。每一个铁芯柱上均绕制了三个绕组,分别为绕组A1、绕组A2、绕组A3,绕组B1、绕组B2、绕组B3,以及绕组C1、绕组C2、绕组C3。绕组A1、绕组B1、绕组C1的匝数相同,均为N1;绕组A2、绕组B2、绕组C2的匝数的匝数相同,均为N2;绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数的匝数相同,均为N3;绕组A3、绕组B3、绕组C3为逆时针绕制,其余绕组为顺时针绕制。其中,绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源线中的一相电源线连接,绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端作为输出端,分别配接负载系统的对应的输入端a、b、c。A2绕组首端与A1绕组的尾端相连,A2绕组的尾端与B3绕组尾端相连;B2绕组的首端与B1绕组的尾端相连,B2绕组的尾端与C3绕组的尾端相连;C2绕组首端与C1绕组的尾端相连,C2绕组的尾端与A3绕组的尾端相连;A3绕组、B3绕组、C3绕组的首端共接后再接入负载系统的中性线N(即零线)。铁芯柱上的三个绕组的匝数关系为:N1:N2在1:6至1:50之间,并且。高导磁率铁芯采用立体卷绕铁芯。
如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示,本实用新型在额定电压380V的三相四线制配电系统中使用时,本实用新型的绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源线中的对应的一相电源线连接,绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端作为输出端分别配接负载系统所对应的输入端a、b、c,绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端并接后再接入负载系统的中性线N(即零线)。为配电系统的等效阻抗,为配电系统的中性线等效阻抗。一方面,N1:N2在1:6至1:50之间的范围内可通过适当选择本实用新型的绕组的匝数N1和N2的比值,来降低过高的输入电压;另一方面,本实用新型的铁芯柱通过采用的高导磁率铁芯,由三个高导磁率铁芯构成的特殊的 “品”字型结构的磁路及绕组相互的接线,在电源和负载之间实现零序低阻通道,将不平衡负载产生的基波零序电流和三倍频高次谐波电流导入,避免其通过负载系统形成回路,消弱了负载系统侧的零序基波和谐波电流,从而达到减少负载系统相应损耗的效果。同时,本实用新型在负载系统侧提供了较大的零序阻抗,避免了由于系统侧电源存在零序电压分量而导致的零序电流过大。
本实用新型的具体工作原理如下:
1、降压:本实用新型接入负载系统,是充分考虑到正常情况下负载系统侧的电压、、基本上为正序矢量,据此作出本实用新型的输入、输出及内部各绕组的电压矢量合成图如图4所示,由此可见,输出电压、、都分别小于其输入电压、、,因此,其起到降低电源侧过高电压的作用。
2、滤除负荷侧的零序基波与三倍频谐波电流:
设为系统频率,为磁导;N1为绕组A1、B1、C1的匝数,N2为绕组A2、B2、C2的匝数;N3为绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数;而且,。、、、、、、、、分别为绕组A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3的电压,、、、、、、、、为相应绕组的电流;为绕组A1、B1、C1的电阻,为绕组A2、B2、C2的电阻,为绕组A3、B3、C3的电阻,因为绕组A2、B2、C2和绕组A3、B3、C3的匝数相同,即,故;同时令,,,运算子。
绕组A1、B1、C1的三相电压为:
整理成矩阵形式:
根据三相相量对称分量法,转换成对称分量:
计算得:
绕组A2、B2、C2的三相电压为:
整理成矩阵形式:
根据三相相量对称分量法,转换成对称分量:
计算得:
绕组A3、B3、C3的三相电压为:
整理成矩阵形式:
根据三相相量对称分量法,转换成对称分量:
得到本实用新型的零序电压表达式:
结合上述式子,可由图3可简化得到本实用新型的等效电路如图5所示。图中为配电系统的等效阻抗,为系统侧中性线的等效阻抗,,为本实用新型的等效阻抗;为用户侧由不平衡负荷和非线性负荷产生的等效电流源,为负载系统侧由于上游负荷的不平衡或异常相变而导致三相电压不平衡时产生的(零序电压的)电压源。
可由叠加原理计算负载系统中性线的零序电流:
(1)求对系统中性线产生的零序电流。将电压源短路,得到:
综上可得不平衡的负载系统中的性线零序电流:
由上式可知,安装本实用新型后,能够为负载系统侧的零序电流提供阻抗较低的通路,在电源和负载之间实现零序低阻通道,将负载产生的基波不平衡、三倍频谐波电流等零序电流导入,避免了零序电流主要成分通过负载系统形成回路,从而达到滤波的效果;同时为负载系统提供一个较大的零序阻抗,限制了由于配电系统电源侧存在的零序电压分量而在负载系统的中性线上形成较大的零序电流,保护了负载系统的中性线与变压器等电力设备。
如图2所示,本实用新型的绕组A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3的匝数分别为N1=10,N2 =150,N3 =150。
当三相负荷为不平衡线性负载时,有本实用新型和无本实用新型条件下,中性线流过的电流仿真结果分别如图7、图6所示。
当三相负荷为具有三倍频谐波的非线性负载时,有本实用新型和无本实用新型的条件下,中性线流过的电流仿真结果分别如图9、图8所示。
可见使用本实用新型后,由于在电源和负载之间构成了零序低阻旁路,可将负荷产生的基波不平衡、三倍频谐波电流等零序电流导入,而不会流入电源侧配电网,从而达到滤波节电的效果。
Claims (5)
1.零序滤波节电器,采用三个铁芯柱组合,三个铁芯柱所安放的空间位置完全对称且空间角度互差120°,呈“品”字型结构设置;铁芯柱上绕有绕组,分别为绕组A1、绕组A2、绕组A3、绕组B1、绕组B2、组绕B3、绕组C1、绕组C2、绕组C3;绕组A1、绕组B1、绕组C1的匝数均为N1;绕组A2、绕组B2、绕组C2的匝数均为N2;绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数均为N3;其特征在于:绕组A3、绕组B3、绕组C3为逆时针绕制,其余绕组为顺时针绕制;绕组A2的首端与绕组A1的尾端相连,绕组A2的尾端与绕组B3的尾端相连;绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连,绕组B2尾端与绕组C3的尾端相连;绕组C2首端与绕组C1的尾端相连,绕组C2尾端与绕组A3的尾端相连;绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源线中的一相电源线连接,绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端作为输出端,分别与负载系统的对应的输入端配连;绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接入负载系统的中性线。
2.根据权利要求1 所述的零序滤波节电器,其特征在于,铁芯柱采用铁芯。
3.根据权利要求1 所述的零序滤波节电器,其特征在于,每一个铁芯柱都绕有三个绕组。
5.根据权利要求2 所述的零序滤波节电器,其特征在于,铁芯采用立体卷绕铁芯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320410456.6U CN203444905U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 零序滤波节电器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201320410456.6U CN203444905U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 零序滤波节电器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203444905U true CN203444905U (zh) | 2014-02-19 |
Family
ID=50095933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201320410456.6U Expired - Fee Related CN203444905U (zh) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | 零序滤波节电器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203444905U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103337335A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 零序滤波节电器 |
-
2013
- 2013-07-11 CN CN201320410456.6U patent/CN203444905U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103337335A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 零序滤波节电器 |
CN103337335B (zh) * | 2013-07-11 | 2016-01-13 | 国家电网公司 | 零序滤波节电器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105044408B (zh) | 一种特高压电流互感器检定用大电流升流装置 | |
CN103383419B (zh) | 一种磁控式可控并联电抗器联合调节试验装置 | |
CN2911906Y (zh) | 一种可控三相组合式电抗器 | |
CN106849115B (zh) | 降低功率损耗装置 | |
CN101291065B (zh) | 一种低压配电网中性线谐波抑制装置 | |
CN103337335B (zh) | 零序滤波节电器 | |
CN104752043A (zh) | 一种三相有载调压自耦变压器的调压方法 | |
CN102185337B (zh) | 一种电网模拟装置 | |
CN203444905U (zh) | 零序滤波节电器 | |
CN203787243U (zh) | 一种两档位低压零序滤波节电装置 | |
Yao et al. | Harmonics and reactive power of power transformers with DC bias | |
CN203504183U (zh) | 手动换相开关系统 | |
CN203491694U (zh) | 一种风场升压系统主变压器 | |
CN205943712U (zh) | 一种取消第三绕组的自耦电力变压器有载调压结构 | |
CN204130328U (zh) | 多绕组零序滤波节电器 | |
CN201294382Y (zh) | 低压系统零序谐波滤除装置 | |
CN202026091U (zh) | 基于磁通补偿的非谐振零序滤波装置 | |
CN204155689U (zh) | 一种可调式零序滤波节电器 | |
CN103280807A (zh) | 配网电能质量综合补偿器 | |
CN106158308A (zh) | 一种取消第三绕组的自耦电力变压器有载调压结构 | |
CN203826784U (zh) | 一种低压配电装置 | |
CN204131130U (zh) | 一种基于智能交流电网的节电装置 | |
CN207302855U (zh) | 6kv、10kv通用的油浸式配电变压器 | |
CN201036135Y (zh) | 节电绕组 | |
CN105225805A (zh) | T接线平衡变压器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140219 Termination date: 20200711 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |