CN203787243U

CN203787243U - 一种两档位低压零序滤波节电装置

Info

Publication number: CN203787243U
Application number: CN201420049194.XU
Authority: CN
Inventors: 莫青; 喻明江; 刘飞
Original assignee: Wuhan NARI Ltd
Current assignee: Wuhan NARI Ltd
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2024-01-26

Abstract

本实用新型公开一种两档位低压零序滤波节电装置，是采用“日”字形心式结构的三个铁芯柱和每个铁芯柱上分别依次绕制的三个绕组（A1～A3、B1～B3、C1~C3）；绕组A1、B1和C1的匝数均为N1；绕组A2、B2和C2的匝数均为N2，绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数均为N3，绕组A2、绕组B2、绕组C2各有两个线圈抽头，将匝数N2分为N21和N22；绕组A3、绕组B3、绕组C3各有两个线圈抽头，将匝数N3分为N31和N32；各线圈匝数关系为：N1：N2=1：（6～50），N2=N21+N22，N3=N31+N32，N2=N3，N21=N31，N22=N32。采用两档位的节电装置，方便用户根据实际情况灵活运用，扩大了节电装置的应用范围，当应用于宾馆、酒店等多种场合时，可节约7%～10%的用电量。

Description

一种两档位低压零序滤波节电装置

技术领域

本实用新型涉及两档位低压零序滤波节电装置，具体为两档位低压供电系统的可适当降低电压、滤除负荷侧零序基波与三倍频谐波电流的节电装置，属于电力系统低压节电技术领域。

背景技术

电力系统现有的低压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等现象，导致用电设备损耗增加，在配电系统的中性线上产生发热损耗；谐波造成配电变压器产生涡流损耗及杂散损耗，降低了用电效率。针对这些问题的常规处理方法是采用节电器来提高用电效率，降低用电损耗。市场上有多种基于不同原理的节电器。

中国发明专利《一种基于曲折型接线自耦变压器的节电器》（专利号：200610112318.4）公开的，是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结构，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，该节电器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。实用新型专利《节电器》（专利号：200320116133.2）公开的是一种是三相或单相的节电器，采用特殊绕法的扼流圈和滤波电容串联电路以及压敏电阻结构，可实现对输电线路进行无功补偿以提高运行效率。以上两种节电器都没有提供零序电流的通道，滤波效果不好。实用新型专利《高磁综合节电装置》（申请号：200620015117.8）是利用线圈的反向缠绕技术抑制高次谐波,吸收电压尖锋脉冲和浪涌电流,滤除高次谐波,保护负载免受冲击,并对陷波进行高磁电流补偿，该装置的不足之处是：没有提供零序电流通道，没有降压功能。发明专利《一种交流输变电低压侧稳压装置及其稳压控制方法》（申请号：201210115112.2）包括自耦变压器式调压装置和稳压控制电路，所述稳压控制方法包括电压调整控制和磁路平衡控制，其不足之处是采用三角形接法，不适用于有中性线的星型接法系统，没有节电器中点接到系统中性线上结构。实用新型专利《一种由四类型节电器构成的综合节电保护装置》（申请号：200720096737.3）由系统型节电器、滤波补偿型节电器、变频型节电器及调压型节电器等按设定组装构成，并未述及各个节电器的自身结构及原理方面内容。

申请人此前所申报的实用新型专利《一种低压零序滤波节电装置》是采用“日”字形铁芯结构，每个铁芯柱上分别绕有不同匝数绕组，每个绕组的首尾端按设定方式连接，以实现在三相四线制配电系统变压器负荷侧，通过适当降低电压、滤除零序基波和三倍频谐波电流方法，达到节电效果。该节电装置所述结构的不足之处是：设计好的节电装置只有一种固定的降压比，其适用范围有限。

发明内容

本实用新型的目的是：针对背景技术提出的问题，公开一种两档位低压零序滤波节电装置，所述两档位低压零序滤波节电装置每相采用四个线圈抽头，实现两种不同输出电压，可达到具有适当降低电压、平衡三相负荷和滤除三倍频谐波功能效果，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，扩大节电装置的适用范围，能够很好地提高用电效率，达到节电效果。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种两档位低压零序滤波节电装置，包括三个铁芯柱，每个铁芯柱上分别依次绕制三个绕组，第一铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组A1、绕组A2和绕组A3；第二铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组B1、绕组B2和组绕B3；第三铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组C1、绕组C2和绕组C3；所述绕组A1、绕组B1和绕组C1的匝数相同均为N1；绕组A2、绕组B2和绕组C2的匝数相同均为N2，绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数相同均为N3，其特征在于：绕组A2、绕组B2、绕组C2各有两个线圈抽头，将匝数N2分为N21和N22；绕组A3、绕组B3、绕组C3各有两个线圈抽头，将匝数N3分为N31和N32；各绕组的匝数关系是：N1：N2=1：（6～50），N2=N21+N22，N3=N31+N32，N2=N3，N21=N31，N22=N32。其有益效果是：采用每相四个线圈抽头形式，可以实现两种不同电压变比。

如上所述的两档位低压零序滤波节电装置，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。

如上所述的两档位低压零序滤波节电装置，其特征在于，绕组A2首端与绕组A1的尾端相连，绕组A2的尾端与绕组B3尾端相连；绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连，绕组B2的尾端与绕组C3的尾端相连；绕组C2首端与绕组C1的尾端相连，绕组C2的尾端与绕组A3的尾端相连；绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接后再接入负载系统的零线。

本实用新型相对现有技术，具有以下优点：设计合理、结构简单、运行可靠、维护方便，当应用于宾馆、酒店等多种场合时，可节约7%～10%的用电量，节电效果非常显著。

附图说明

图1为本实用新型实施例基本结构示意图。

图2为本实用新型实施例的基本结构电路原理图。

图3为本实用新型实施例接入电力系统中工作时电路图。

附图中的标记说明：1、2、3—“日”字型心式结构的三个铁芯柱，A、B、C—三相电源输入端，a、b、c—三相电源输出端，N—中性线，A1、A2、A3—第1个铁芯柱上的三个绕组，B1、B2、B3—第2个铁芯柱上的三个绕组，C1、C2、C3—第3个铁芯柱上的三个绕组。

Zs—输入端电源侧等效阻抗，Zs_N—配电系统的中性线等效阻抗，Uan、Ubn、Ucn—输入侧相电压，Ua₁、Ub₁、Uc₁、Ua₂、Ub₂、Uc₂、Ua₃、Ub₃、Uc₃—本实用新型低压零序滤波节电装置内部各绕组相电压，Ua_L、Ub_L、Uc_L—输出端用户侧相电压。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如附图1、附图2所示，为本实用新型两档位低压零序滤波节电装置实施例，其主要创新点是每相采用了四个线圈抽头结构。

附图1、附图2中，每个铁芯柱上分别依次绕制三个绕组，第一铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组A1、绕组A2和绕组A3；第二铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组B1、绕组B2和组绕B3；第三铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组C1、绕组C2和绕组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的匝数相同，均为N2，绕组A2、绕组B2、绕组C2各有两个线圈抽头，将匝数N2分为N21和N22；绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数均为N3，绕组A3、绕组B3、绕组C3各有两个线圈抽头，将匝数N3分为N31和N32；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A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源相线连接，绕组A1、绕组B1、绕组C1的尾端是输出端，分别配接负载系统的对应的输入端a、b、c。

绕组A2首端与绕组A1的尾端相连，绕组A2的尾端与绕组B3尾端相连；绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连，绕组B2的尾端与绕组C3的尾端相连；绕组C2首端与绕组C1的尾端相连，绕组C2的尾端与绕组A3的尾端相连；绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接后再接入负载系统的中性线N（即零线）。

附图2中，铁芯采用“日”字形心式铁芯。绕组A2、绕组B2、绕组C2、绕组A3、绕组B3、绕组C3各有两个线圈抽头，将匝数N2分为N21和N22，将匝数N3分为N31和N32，铁芯柱上的三个绕组的匝数关系为：N1：N2=1：（6～50），N2=N21+N22，N3=N31+N32，N2=N3，N21=N31，N22=N32；；将抽头A2-1连A3-1，B2-1连B3-1，C2-1连C3-1，两档位低压零序滤波节电装置实现一种降压变比；将抽头A2-2连A3-2，B2-2连B3-2，C2-2连C3-2，两档位低压零序滤波节电装置实现另一种降压变比。

如图3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，绕组A1、绕组B1、绕组C1的首端分别与三相电源对应的相线连接，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）。Zs为配电系统输入端电源侧等效阻抗，ZsN为配电系统的中性线等效阻抗。一方面当N1：N2的比值可选取在1：6至1：50之间，通过适当选择本实用新型的绕组的匝数N1和N2的比值，结合连接合适的线圈抽头，来降低过高的输入电压；另一方面，本实用新型由三个铁芯构成的特殊的“日”字形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，本实用新型在负载侧提供了较大的零序阻抗，避免了由于电源侧存在零序电压分量而导致的零序电流过大。

本实用新型有益效果包括：

⑴ 采用“日”字形铁芯，其制造简单，绕线方便，降低了低压零序滤波节电器制造成本。

⑵ 采用四个线圈抽头形式，两档位低压零序滤波节电装置达到了宽范围使用条件。

⑶ 具备有适当降低电压的功能和滤除由于负载不平衡导致的零序基波电流以及三倍频次谐波电流的功能。

⑷ 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。

⑸ 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。

⑹ 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、当应用于宾馆、酒店等多种场合时，可节约7%～10%的用电量，节电效果非常显著。

本实施例所述结构设置只是本实用新型的实现形式之一，不排除与本实用新型技术解决方案所述绕组接线原理相同的其他不同绕组结构形式不同排列接线方式，所有节电装置绕组接线原理如本实用新型技术解决方案所述的实现形式，都是本实用新型涉及的范围。

Claims

1. 一种两档位低压零序滤波节电装置，包括三个铁芯柱，每个铁芯柱上分别依次绕制三个绕组，第一铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组A1、绕组A2和绕组A3；第二铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组B1、绕组B2和组绕B3；第三铁芯柱上依次绕制的三个绕组分别为绕组C1、绕组C2和绕组C3；所述绕组A1、绕组B1和绕组C1的匝数相同均为N1；绕组A2、绕组B2和绕组C2的匝数相同均为N2，绕组A3、绕组B3、绕组C3的匝数相同均为N3，其特征在于：绕组A2、绕组B2、绕组C2各有两个线圈抽头，将匝数N2分为N21和N22；绕组A3、绕组B3、绕组C3各有两个线圈抽头，将匝数N3分为N31和N32；各绕组的匝数关系是：N1：N2=1：（6～50），N2=N21+N22，N3=N31+N32，N2=N3，N21=N31，N22=N32。

2. 根据权利要求1所述的两档位低压零序滤波节电装置，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。

3. 根据权利要求1所述的两档位低压零序滤波节电装置，其特征在于，绕组A2首端与绕组A1的尾端相连，绕组A2的尾端与绕组B3尾端相连；绕组B2的首端与绕组B1的尾端相连，绕组B2的尾端与绕组C3的尾端相连；绕组C2首端与绕组C1的尾端相连，绕组C2的尾端与绕组A3的尾端相连；绕组A3、绕组B3、绕组C3的首端共接后再接入负载系统的零线。