CN217135162U - 零线电流治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及谐波治理技术领域，提出了零线电流治理装置，包括分别并联在三相线与零线之间的相互串联的电感L1和L4、相互串联的电感L2和L5、相互串联的电感L3和L6。本实用新型中的零线电流治理装置通过并联三相绕组的方式连接，而形成对零序谐波的低阻抗，从而使零线上的零序谐波电流直接流进零线电流治理装置中，大大消除了零线上的谐波电路，平衡相线三相不平衡率6％‑15％，消除相线3次谐波。并且在使用时可以直接并联在三相四线制线路中，并且不含容性元器件，可靠性高，不会发生谐振现象，免维护。

Description

零线电流治理装置

技术领域

本实用新型涉及谐波治理技术领域，具体的，涉及零线电流治理装置。

背景技术

随着城市的现代化，在很多建筑中出现了大量的办公自动化设备、照明电源和展示大屏幕。这些设备在相线中产生大量的零序谐波电流，虽然单台功率较小，但是总数及其庞大，为电网中带来严重的谐波污染。如图3所示，A、B、C三相上面的三次谐波电流由于相位关系会在零线上面进行矢量叠加，实际叠加之后的电流会是相线电流的三倍左右，导致零线电流值远超相线，零线电流大的时候容易造成零线发热，烧毁电缆，影响用电安全。

由于零线上没有过流保护装置，因此，零线即使在电流过大的情况下，也不会出现保护，而是任凭零线发热。现有技术中主要的解决方法是，在主供电回路当中串联LC滤波，但是这种方式运行时间久了，电容器的电容值会衰减，影响运行安全稳定性，需要定期维护，并且维护时更换需要切断主供电电源，极其不方便。

实用新型内容

本实用新型提出零线电流治理装置，通过并联三相绕组的方式连接，而形成对零序谐波的低阻抗，从而使零线上的零序谐波电流直接流进零线电流治理装置中，大大消除了零线上的谐波电流，

本实用新型的技术方案如下：

零线电流治理装置，包括电感L1、L2、L3，所述电感L1、L2、L3的第一端分别用于连接三相线，所述电感L1的第二端连接电感L4的第一端，所述电感L2的第二端连接电感L5的第一端，所述电感L3的第二端连接电感L6的第一端，所述电感L4、L5、L6的第二端均用于连接零线。

进一步，本实用新型还包括机械连接的断路器和脱扣器，所述断路器串接在所述电感L1、L2、L3的第一端，所述脱扣器与限流继电器的常开端串联，所述限流继电器的控制端连接电流采集电路，所述电流采集电路用于检测负载端电流。

进一步，所述电流采集电路包括电流传感器U4、运放U1、比较器U2和三极管Q1，所述电流传感器U4的输入端连接任一相线，所述电流传感器U4的输出端通过电阻R3接地，所述电流传感器U4的输出端连接所述运放U1的同相输入端，所述U1的反相输入端通过电阻R1接地，所述运放U1的输出端连接所述比较器U2的同相输入端，所述比较器U2的反相输入端连接电阻R6和R7的连接点，所述电阻R6和R7串联在5V电源和电源地之间，所述比较器U2的输出端通过电阻R8连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述限流继电器的控制端.

进一步，所述电流采集电路还包括电阻R2和电容C1，所述电阻R2串联在所述电流传感器U4的输出端与运放U1的同相输入端之间，所述电容C1的一端连接所述运放U1的同相输入端，另一端接地。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型，相互串联的电感L1和L4、相互串联的电感L2和L5、相互串联的电感L3和L6，分别并联在三条相线和零线之间。通过并联三相绕组的方式连接，而形成对零序谐波的低阻抗，从而使零线上的零序谐波电流直接流进零线电流治理装置中，大大消除了零线上的谐波电路，平衡相线三相不平衡率6％-15％，消除相线3次谐波。

本实用新型中的零线电流治理装置在使用时可以直接并联在三相四线制线路中，并且不含容性元器件，可靠性高，不会应发谐振现象，免维护。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型电流采集电路的电路图；

图3为本实用新型中零线谐波产生原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出了零线电流治理装置，

包括电感L1、L2、L3，所述电感L1、L2、L3的第一端分别用于连接三相线，所述电感L1的第二端连接电感L4的第一端，所述电感L2的第二端连接电感L5的第一端，所述电感L3的第二端连接电感L6的第一端，所述电感L4、L5、L6的第二端均用于连接零线。

本实施例中，相互串联的电感L1和L4、相互串联的电感L2和L5、相互串联的电感L3和L6，分别并联在三条相线和零线之间。通过并联三相绕组的方式连接，而形成对零序谐波的低阻抗，从而使零线上的零序谐波电流直接流进零线电流治理装置中，大大消除了零线上的谐波电路，平衡相线三相不平衡率6％-15％，消除相线3次谐波。本实施例中的零线电流治理装置在使用时可以直接并联在三相四线制线路中，并且不含容性元器件，可靠性高，不会应发谐振现象，免维护。

进一步，如图1所示，

本实用新型还包括机械连接的断路器和脱扣器，所述断路器串接在所述电感L1、L2、L3的第一端，所述脱扣器与限流继电器的常开端串联，所述限流继电器的控制端连接电流采集电路，所述电流采集电路用于检测负载端电流。

本实施例中还在电感与相线的串联回路中设置断路器，断路器与脱扣器机械上是相连的，通过作用脱扣器，可以释放保持机构并使断路器自动断开。本实施例中脱扣器供电电压为220V，因此在脱扣器与任一相线之间串联限流继电器的常开端，通过电流采集电路实时采集负载侧的电流大小，当电流过大超出设定值时，电流采集电路作用限流继电器，使限流继电器闭合，脱扣器通电，从而驱动断路器断开，即切断了零线电流治理装置与三相四线点的连接，避免过流状态下零线电流治理装置的超负荷，造成零线电流治理装置的损坏。

进一步，

如图2所示，所述电流采集电路包括电流传感器U4、运放U1、比较器U2和三极管Q1，所述电流传感器U4的输入端连接任一相线，所述电流传感器U4的输出端通过电阻R3接地，所述电流传感器U4的输出端连接所述运放U1的同相输入端，所述U1的反相输入端通过电阻R1接地，所述运放U1的输出端连接所述比较器U2的同相输入端，所述比较器U2的反相输入端连接电阻R6和R7的连接点，所述电阻R6和R7串联在5V电源和电源地之间，所述比较器U2的输出端通过电阻R8连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述限流继电器的控制端.

本实施例中的电流采集电路的电流传感器U4采用闭环霍尔传感器，用来检测相线上的电流并输出，输出的电流信号经过电阻R3转换成等比例的电压信号输入到运放U1中，运放U1对输入的电压信号进行比例调节，调节到合适的电压信号之后输入到后级的比较器U2的同相输入端，比较器U2的反相输入端连接基准电压，基准电压由是按照R6和R7分压得到，当负载侧电压超出设定值时，比较器U2输出高电平信号驱动三极管Q1的导通，进一步驱动限流继电器的导通闭合，使脱扣器得电驱动断路器断开。

进一步，所述电流采集电路还包括电阻R2和电容C1，所述电阻R2串联在所述电流传感器U4的输出端与运放U1的同相输入端之间，所述电容C1的一端连接所述运放U1的同相输入端，另一端接地。电阻R2和电容C1组成RC滤波网络，滤除输入电压信号的高频噪声，消除了一定误差，便于后级电路处理结果更精准。

以上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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.零线电流治理装置，其特征在于，包括电感L1、L2、L3，所述电感L1、L2、L3的第一端分别用于连接三相线，所述电感L1的第二端连接电感L4的第一端，所述电感L2的第二端连接电感L5的第一端，所述电感L3的第二端连接电感L6的第一端，所述电感L4、L5、L6的第二端均用于连接零线。

2.根据权利要求1所述的零线电流治理装置，其特征在于，还包括机械连接的断路器和脱扣器，所述断路器串接在所述电感L1、L2、L3的第一端，所述脱扣器与限流继电器的常开端串联，所述限流继电器的控制端连接电流采集电路，所述电流采集电路用于检测负载端电流。

3.根据权利要求2所述的零线电流治理装置，其特征在于，所述电流采集电路包括电流传感器U4、运放U1、比较器U2和三极管Q1，所述电流传感器U4的输入端连接任一相线，所述电流传感器U4的输出端通过电阻R3接地，所述电流传感器U4的输出端连接所述运放U1的同相输入端，所述U1的反相输入端通过电阻R1接地，所述运放U1的输出端连接所述比较器U2的同相输入端，所述比较器U2的反相输入端连接电阻R6和R7的连接点，所述电阻R6和R7串联在5V电源和电源地之间，所述比较器U2的输出端通过电阻R8连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述限流继电器的控制端。

4.根据权利要求3所述的零线电流治理装置，其特征在于，所述电流采集电路还包括电阻R2和电容C1，所述电阻R2串联在所述电流传感器U4的输出端与运放U1的同相输入端之间，所述电容C1的一端连接所述运放U1的同相输入端，另一端接地。

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