單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器，它由接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電抗器和三個(gè)電容器構(gòu)成，所述的電抗器是帶鐵芯的電感線圈，三個(gè)電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復(fù)合開關(guān)負(fù)載端，電感線圈的另一端T1、T2、T3端子接電容器端子，所述的電容器采用Y接法，T1端子接電容器C1的一極，T2端子接電容器C2的一極，T3端子接電容器C3的一極。C1、C2、C3的另一極連接后經(jīng)過(guò)電抗器X后接電源的零線N，該電抗器用于電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，能夠控制實(shí)現(xiàn)注入電網(wǎng)諧波最小化，比傳統(tǒng)可控電抗器具有更理想的綜合性能。
【專利說(shuō)明】單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于消除電力設(shè)備的非線性負(fù)荷產(chǎn)生的裝置，特別是消除諧波的電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力行業(yè)的發(fā)展，在供電系統(tǒng)中非線性負(fù)荷(變頻調(diào)運(yùn)裝置、電機(jī)軟啟動(dòng)裝置、磁飽和穩(wěn)壓裝置、大型整流裝置、通訊設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、電焊機(jī)組、大型超市燈具照明等)日趨增多，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)f臺(tái)造成電壓波形變化f產(chǎn)生高次諧波，使電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，增大波紋系數(shù)f?對(duì)電網(wǎng)造成很大的危害，尤其是在無(wú)功補(bǔ)償電路中電容器會(huì)對(duì)高次諧波進(jìn)行放大，使合閘瞬間產(chǎn)生涌流，電路嚴(yán)重過(guò)載，電容器被擊穿，造成短路危及設(shè)備運(yùn)行人身安全，甚至釀成爆炸引起火災(zāi)。
[0003]傳統(tǒng)的做法是采用鐵芯式電感組成的電抗器安裝在電路上，但普通的鐵芯式電感一般只能消除5次以上諧波，超過(guò)磁路就容易飽和，起不到抑制及濾波作用。
[0004]近年來(lái)一些公開文獻(xiàn)報(bào)道了消除諧波的裝置，例如:
[0005]1、中國(guó)專利，名稱:交流工頻低壓正弦波強(qiáng)電流穩(wěn)流裝置，申請(qǐng)?zhí)?CN85100595申請(qǐng)日:1985.04.01公開(公告)號(hào):CN85100595申請(qǐng)(專利權(quán))人:西安交通大學(xué)；摘要:交流工頻低壓正弦波強(qiáng)電流穩(wěn)流裝置適用于電器的發(fā)熱、特性試驗(yàn)以及其他需要穩(wěn)流的場(chǎng)合。它的輸出電流波形失真度小于5%，輸出電流由零到數(shù)萬(wàn)安，輸出電壓0-10伏，允許負(fù)載電阻變化范圍400%，穩(wěn)流精度± I %。本裝置采用靜止非線性磁性元件作為調(diào)整電流環(huán)節(jié)，采用閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)濾波環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小。供電電源調(diào)壓器允許使用感應(yīng)式調(diào)壓器。
`[0006]2、中國(guó)專利，名稱:數(shù)字化直流電流調(diào)節(jié)器，申請(qǐng)?zhí)?CN201220355287.6申請(qǐng)日:2012.07.20公開(公告)號(hào):CN202696530U申請(qǐng)(專利權(quán))人:上海智大電子有限公司；摘要:一種數(shù)字化直流電流調(diào)節(jié)器，采用了二相交流380V電壓輸入，采用數(shù)字控制，特點(diǎn)是該裝置采用電流閉環(huán)控制，輸出是恒流源裝置。主回路采用晶閘管半控橋式整流電路，通過(guò)面板上4位數(shù)碼管顯示控制器綜合信息。輸出電流共三個(gè)檔位，每個(gè)檔位輸出電流0-25A連續(xù)可調(diào)。輸出電流調(diào)節(jié)采用按鍵，設(shè)置步長(zhǎng)為0.01A。并有輸出電流顯示及故障報(bào)警信息和晶閘管脈沖觸發(fā)等功能，均采用單片機(jī)模塊ATMEGA16，通過(guò)軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)上述功能。該數(shù)字化直流電流調(diào)節(jié)器主要用于起重機(jī)平移機(jī)構(gòu)的調(diào)速控制系統(tǒng)和焦化系統(tǒng)推焦小車渦流調(diào)速系統(tǒng)。也可作為恒流源使用，也可作為直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈供電。
[0007]3、中國(guó)專利，名稱:一種復(fù)合濾波模塊，申請(qǐng)?zhí)?CN200920214879.4申請(qǐng)日:2009.12.31公開(公告)號(hào):CN201639296U申請(qǐng)(專利權(quán))人:上海坤友電氣有限公司；摘要:一種復(fù)合濾波模塊。它包括殼體和安裝在殼體內(nèi)的復(fù)合模塊功能電路；其特征在于:該復(fù)合模塊功能電路由一只接入電源的空氣開關(guān)QK作為其供電電源的輸入接線端，該空氣開關(guān)QK下部接入一只由三只雙向可控硅組成的可控硅無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)MK，在可控硅無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)MK下部接入一臺(tái)基于超微晶材料制造而成的能濾除5次諧波的電抗器L，在電抗器L的下部接入一臺(tái)電容器C，在電容器AB相、BC相、AC相間分別接入放電指示燈D1、D2、D3 ;所述的每一個(gè)功能模塊電路集成15Kvar的電容器，單柜安裝540Kvar的容量。它主要用于解決現(xiàn)有體積大、發(fā)熱量大、接線冗長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題，它可以提高單柜安裝容量，為用戶節(jié)約安裝位置，節(jié)約柜殼，節(jié)約成本。
[0008]上述公開文獻(xiàn)報(bào)道裝置能夠消除電路上的部分諧波，但有的效果不是很好，起不到根本的抑制及濾波作用，有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種高速低諧波可控電抗器，用于電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。能夠控制實(shí)現(xiàn)注入電網(wǎng)諧波最小化，比傳統(tǒng)可控電抗器具有更理想的綜合性能。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案以下面方式實(shí)現(xiàn):
[0011]單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器，它由接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電感器和三個(gè)電容器構(gòu)成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個(gè)電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復(fù)合開關(guān)負(fù)載端，電感線圈的另一端Tl、T2、T3端子接電容器端子，所述的電容器采用Y接法，Tl端子接電容器Cl的一極，T2端子接電容器C2的一極，T3端子接電容器C3的一極。C1、C2、C3的另一極連接后經(jīng)過(guò)電抗器X后接電源的零線N。
[0012]所述的電感的鐵芯采用環(huán)形間隙結(jié)構(gòu)，高導(dǎo)磁納米材料，經(jīng)粉末冶金壓制而成，導(dǎo)磁率 ui80000-100000 以上。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、采用接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電感器和三個(gè)電容器構(gòu)成，在無(wú)功補(bǔ)償電路中能有效地抑制涌流，對(duì)高次諧波形成低阻抗通路。對(duì)諧波具有吸收泄放作用，這樣既能滿足無(wú)功補(bǔ)償，又能消除高次諧波帶來(lái)的危害，目能節(jié)約電能消耗20%以上。它避免了過(guò)去采用一般鐵芯式電感組成的電抗器對(duì)5次以上諧波、磁路容易飽和，起不到抑制及濾波作用。本產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，抑制5-9次以上諧波效果更為顯著。
[0015]2、電感器的鐵芯以導(dǎo)磁粉末直接壓制成型的環(huán)體，環(huán)體上設(shè)剖槽以產(chǎn)生氣隙，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，不會(huì)飽和，磁路分布均勻，大大降低了空載激磁電流和空載損耗，具有節(jié)約能耗、體積小、散熱好、溫升低、重量輕、安裝方便等特點(diǎn)，并采用防護(hù)外殼結(jié)構(gòu)，進(jìn)出線端子、接地端子均在外，有利于用戶接線。
[0016]3、本實(shí)用新型的三相共補(bǔ)的消除諧波的電抗器由于它由接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電感器和三個(gè)電容器構(gòu)成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個(gè)電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復(fù)合開關(guān)負(fù)載端，電感線圈的另一端T1、T2、T3端子接電容器端子，所述的電容器采用Y接法，Tl端子接電容器Cl的一極，T2端子接電容器C2的一極，T3端子接電容器C3的一極。Cl、C2、C3的另一極連接后經(jīng)過(guò)電感器X后接電源的零線N。能夠限制合閘瞬間涌流5倍額定電流，保護(hù)電路及電容器過(guò)載，降低諧振諧波的次數(shù)，縮小諧波電流放大，過(guò)濾諧波電流進(jìn)入電容。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器電路圖；
[0018]圖2是具有環(huán)形間隙結(jié)構(gòu)的電抗器鐵芯示意圖。[0019]圖1中:DK_自動(dòng)開關(guān)，CJ-接觸器或復(fù)合開關(guān)，X-諧波抑制器或消諧濾波器，L1、L2、L3-CJMA，T1、T2、T3-電抗器，C1、C2、C3 電容。
[0020]圖2中，1-電抗器環(huán)形鐵芯，2-間隙。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器它由接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電感器和三個(gè)電容器構(gòu)成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個(gè)電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復(fù)合開關(guān)負(fù)載端，電感線圈的另一端T1、T2、T3端子接電容器端子，所述的電容器采用Y接法，Tl端子接電容器Cl的一極，T2端子接電容器C2的一極，T3端子接電容器C3的一極。Cl、C2、C3的另一極連接后經(jīng)過(guò)電抗器X后接電源的零線N。
[0022]所述的電感鐵芯用高導(dǎo)磁納米材料，經(jīng)粉末冶金壓制而成，形狀為環(huán)形間隙結(jié)構(gòu)。
[0023]本實(shí)用新型的單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器工作原理:
[0024]電路上由于采用相控方式，支路中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，在正負(fù)半波觸發(fā)脈沖對(duì)稱時(shí)，基波及諧波電流的幅值僅由控制角確定。消除諧波的拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)脈動(dòng)效果，即動(dòng)態(tài)無(wú)功電源注入系統(tǒng)的諧波電流的次數(shù)為12ktl，k為正整數(shù)。在小容量方式的大觸發(fā)角條件下，高壓側(cè)線電流中會(huì)出現(xiàn)高次諧波，但由于此時(shí)可控電抗器的容量很小，故諧波電流的絕對(duì)值是極小的，對(duì)系統(tǒng)基本無(wú)影響。在投入運(yùn)行的大容量方式下，即對(duì)應(yīng)沒有諧波的狀態(tài)，則可控電抗器高壓側(cè)線電流的諧波含量極小，可以忽略。因此，不需要配置任何濾波裝置，在可控電抗器的整個(gè)容量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，注入系統(tǒng)的諧波均能滿足國(guó)標(biāo)(GB / T14549 — 1993)的要求。它不但具有無(wú)功功率連續(xù)可調(diào)、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，還使得注入系統(tǒng)的諧波在整個(gè)容量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)極小，無(wú)需配置濾波配置:用低壓模塊并聯(lián)結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)容量擴(kuò)展及冗余設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)可靠性3采用的低壓拓?fù)浔苊饬似骷?lián)，降低了成本。
[0025]在電容器補(bǔ)償電路中串聯(lián)諧波抑制器或消諧濾波器，不僅能夠限制合閘瞬間涌流小于5倍額定電流，保護(hù)電路機(jī)電容器過(guò)載，并能降低諧振諧波的次數(shù)，縮小諧波電流放大，使諧波電流通過(guò)三角形濾波電路將諧波過(guò)濾掉，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠而且不會(huì)飽和。
[0026](I)輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng)，以降低工頻暫態(tài)過(guò)電壓。
[0027](2)改善長(zhǎng)輸電線路上的電壓分布。
[0028](3)使輕負(fù)荷時(shí)線路中的無(wú)功功率盡可能就地平衡，防止無(wú)功功率不合理流動(dòng)同時(shí)也減輕了線路上的功率損失。
[0029](4)在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時(shí)降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓，便于發(fā)電機(jī)同期并列。
[0030](5)防止發(fā)電機(jī)帶長(zhǎng)線路可能出現(xiàn)的自勵(lì)磁諧振現(xiàn)象。
[0031](6)當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時(shí)，還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動(dòng)熄滅，便于采用。
[0032]本實(shí)用新型單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器的技術(shù)參數(shù)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器，包括電感器和電容器，其特征在于:它由接在A、B、C三相電路上的三個(gè)電感器和三個(gè)電容器構(gòu)成，所述的電感器有鐵芯和電感線圈，三個(gè)電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復(fù)合開關(guān)負(fù)載端，電感線圈的另一端T1、T2、T3端子接電容器端子，所述的電容器采用Y接法，Tl端子接電容器Cl的一極，T2端子接電容器C2的一極，T3端子接電容器C3的一極，Cl、C2、C3的另一極連接后經(jīng)過(guò)電抗器X后接電源的零線N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相分補(bǔ)的消除諧波的電抗器，其特征在于:所述的電感器的鐵芯用高導(dǎo)磁納米材料，經(jīng)粉末冶金壓制而成，形狀為環(huán)形間隙結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203406609SQ201320344244
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】葉金 申請(qǐng)人:柳州電器科學(xué)研究所有限公司