低壓電能質量治理綜合裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低壓電能質量治理綜合裝置，包括中央控制單元、零序補償單元、負序補償單元和諧波治理單元，所述零序補償單元和負序補償單元分別與三相電壓線相連，諧波治理單元設有三組LC濾波電路，三組LC濾波電路的輸入端分別與三相電壓線相連，三組LC濾波電路的輸出端均與負載端中性線相連，每組LC濾波電路包括相連的電抗器和智能電容器，零序補償單元包括曲折變壓器和阻抗動態(tài)調節(jié)單元組成，曲折變壓器的鐵芯上設有測溫傳感器。本實用新型能提高電能使用率，降低損耗，提高經濟效益，減少成本，運行安全可靠，同時安裝方便，使用簡單，適用于工礦、企業(yè)、交通運輸部門、居民區(qū)等低壓配電網。
【專利說明】
低壓電能質量治理綜合裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力低壓配電網技術領域，特別涉及一種低壓電能質量治理綜合
目.0
【背景技術】
[0002]目前國內低壓配電網的電能質量問題主要有無功、諧波、三相不平衡和閃變四個方面。特別是三相不平衡問題，是困擾著供電單位的主要問題之一。因低壓電網大多是經10/0.4kV變壓器降壓后，以三相四線制向用戶供電，是三相生產用電與單相負載混合用電的供電網絡。在裝接單相用戶時，供電部門原則上應該將單相負載均衡地分接在A、B、C三相上，但在實際工作及運行中，由于單相用戶不可控的增容、大功率單相負載的接入以及單相負載用電的不同時性等因素，都造成了三相負載的不平衡。而這種三相負荷不平衡現象將必然導致?lián)p耗增加、用電效率下降、零序電流增加、縮短設備的使用壽命，嚴重時將導致電力設備不能正常工作。
[0003]對變壓器的危害:三相負荷不平衡將使得變壓器處于不對稱運行狀態(tài)，從而造成變壓器的損耗增大。根據變壓器運行規(guī)程規(guī)定，在運行中的變壓器中性線電流不能超過變壓器低壓側額定電流的25 %。此外，三相負荷不平衡會造成變壓器零序電流過大，部分金屬件升溫增加，甚至導致變壓器燒毀。
[0004]中性線和中性點電壓問題:中性線零序電流過大，引起中性線燒毀，造成中性點電壓偏移過大等問題。
[0005]對用電設備的危害:三相電壓不平衡將使得電動機中逆扭矩增加，從而導致電動機升溫，效率下降，能耗增加等現象。因此三相電壓的不平衡會導致用電設備使用壽命縮短，加速設備部件更換頻率，增加設備維護成本。
[0006]另外，隨著國內節(jié)能減排壓力的增加，各種民用節(jié)能產品層出不窮，但這些產品都是非阻性負載，如節(jié)能燈、電磁爐、變頻空調等電器會產生較大的諧波，這些產品在為節(jié)能減排做出貢獻的同時也會增加供電網絡的線路損耗，嚴重時甚至會影響電網的安全可靠運行。
【實用新型內容】
[0007]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種低壓電能質量治理綜合裝置。能夠有效補償無功、有效抑制電網中存在的零序電流，同時過濾低次諧波及促使三相負荷平衡，另外通過能夠在曲折變壓器過熱的情況下發(fā)出報警信號，保障運行安全。
[0008]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0009]本實用新型的低壓電能質量治理綜合裝置，包括中央控制單元、零序補償單元、負序補償單元和諧波治理單元，所述零序補償單元和負序補償單元分別與三相電壓線相連，諧波治理單元設有三組LC濾波電路，三組LC濾波電路的輸入端分別與三相電壓線相連，三組LC濾波電路的輸出端均與負載端中性線相連，每組LC濾波電路包括相連的電抗器和智能電容器；
[0010]所述零序補償單元包括曲折變壓器和阻抗動態(tài)調節(jié)單元組成，所述曲折變壓器一次側的三個輸入端分別與低壓配電網中的三相線相連，曲折變壓器二次側的輸出端與負載端中性線相連，所述阻抗動態(tài)調節(jié)單元與中央控制單元相連；
[0011]所述曲折變壓器為原、副邊繞組匝數相同的三相繞組變壓器，曲折變壓器的鐵芯上設有測溫傳感器，測溫傳感器與信號放大器相連，信號放大器通過A/D轉換電路與中央控制單元相連，中央控制單元與報警模塊連接；
[0012]所述低壓電能質量治理綜合裝置還包括柜體，所述中央控制單元、負序補償單元、零序補償單元和諧波治理單元均安裝在柜體內。
[0013]進一步，所述負序補償單元包括用于分組投切補償的三組智能電容器，三組智能電容器分別串接在三相電壓線中的其中兩相電壓線中；
[0014]進一步，還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與中央控制單元相連接；
[0015]進一步，所述零序補償單元與三相電壓線之間連接有第一接觸器，第一接觸器的線圈和輔助觸點分別與中央控制單元相連，第一接觸器輔助觸點的另一端與交流接觸器線圈一端相連，第一接觸器線圈的另一端以及交流接觸器線圈的另一端均與負載端中性線相連；
[0016]進一步，所述柜體頂部設置有散熱風扇。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]本實用新型的低壓電能質量治理綜合裝置能有效地改善三相負荷不平衡所引起的電能損耗和設備磨損，有效地抑制電網中存在的零序電流分量和負序電流分量，過濾低次諧波，降低了供電過程中的無謂損耗，節(jié)約了能源，具有補償效果更好、功耗更低、維護方便、使用壽命長和可靠性高的特點；本實用新型還通過測溫傳感器來收集曲折變壓器溫度的變化，并通過無線通訊模塊即時集中到服務器監(jiān)測終端，如果超過預設值，則現場發(fā)出警報，通知工作人員及時排除隱患；
[0019]本實用新型整個裝置并聯(lián)接入電網，安裝方便，使用簡單，能在額定的功率情況下將功率因素補償到0.95以上，將三相電流不平衡度提高到10%以內，將諧波控制在10%以內，電能使用率高，降低損耗，提高經濟效益，減少成本，運行安全可靠。
[0020]本實用新型的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
【附圖說明】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0022]圖1是本實用新型的局部電氣原理圖；
[0023]圖2是本實用新型的接觸器連接電路原理圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將參照附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0025]如圖1所示，本實用新型的低壓電能質量治理綜合裝置包括中央控制單元1、零序補償單元2、負序補償單元3和諧波治理單元4。零序補償單元2和諧波治理單元4均分別與三相電壓線和中性線相連，負序補償單元3分別與三相電壓線相連。
[0026]諧波治理單元4設有三組LC濾波電路，三組LC濾波電路的輸入端分別與三相電壓線相連，三組LC濾波電路的輸出端與負載端中性線N2相連，每組LC濾波電路包括相連的電抗器和智能電容器。
[0027]負序補償單元3包括用于分組投切補償的三組智能電容器，三組分組投切補償的智能電容器分別串接在三相電壓線中的其中兩相電壓線中。根據中央控制單元I的控制來實現分組投切補償電容器的自動投入與切除。本實施例中，負序補償單元3包括A相分組投切補償智能電容器Cl、B相分組投切補償智能電容器C2和C相分組投切補償智能電容器C3，電容器Cl、電容器C2和電容器C3分別由一組交流電容器并聯(lián)而成，可根據負載的大小來確定各相補償電容器中并聯(lián)交流電容器的個數及參數。
[0028]零序補償單元2由曲折變壓器TR和阻抗動態(tài)調節(jié)單元201組成，阻抗動態(tài)調節(jié)單元201與中央控制單元I相連。曲折變壓器TR—次側的三個輸入端分別與低壓配電網中的三相線相連，曲折變壓器TR 二次側的輸出端與負載端中性線N2相連。阻抗動態(tài)調節(jié)單元201包括交流接觸器KM2和與交流接觸器KM2并聯(lián)的電抗器LI，阻抗動態(tài)調節(jié)單元201串聯(lián)在供電端中性線NI和負載端中性線N2之間。曲折變壓器TR為原、副邊繞組匝數相同的三相繞組變壓器，該變壓器對零序電流是阻抗值很低的通路，將曲折變壓器并聯(lián)接入系統(tǒng)中，可使零序電流經過曲折變壓器而不再通過中性線。
[0029]作為進一步的改進，本實施例中，曲折變壓器的鐵芯上設有測溫傳感器5，測溫傳感器5與信號放大器6相連，信號放大器6通過A/D轉換電路7與中央控制單元I相連，中央控制單元與報警模塊8和無線通訊模塊9連接。測溫傳感器用于實時收集變壓器溫度的變化，并通過無線通訊模塊即時集中到服務器監(jiān)測終端，如果超過預設值，則發(fā)出警報，通知工作人員及時排除隱患。
[0030]如圖2所示，曲折變壓器TR與三相電壓線之間連接有第一接觸器KMl，第一接觸器KMl具有主接觸點、線圈QCl和輔助觸點QBl，相應的，交流接觸器KM2具有主接觸點、線圈QC2和輔助觸點QB2。第一接觸器KMl和交流接觸器KM2的主接觸點用于連接或斷開三相電壓線與對應的器件，各主接觸點和輔助觸點均為常開觸點。第一接觸器KMl的線圈QCI和輔助觸點QBl分別與中央控制單元I相連，線圈QCl的另一接線端與負載端中性線N2相連，輔助觸點QBl的另一接線端與交流接觸器KM2的線圈QC2相連，線圈QC2的另一端與負載端中性線N2相連。第一接觸器KMl和交流接觸器KM2串聯(lián)形成控制回路，使第一接觸器KMl和交流接觸器KM2互相牽制，避免了因失誤導致設備損壞或誤工作。
[0031]在三相線與零序補償單元2之間依次連接有總電源開關Kl、防雷裝置M0V、缺相保護器QX和第一接觸器KM1，供電端中性線NI和負載端中性線N2上設有零線開關K2，總電源開關K1、防雷裝置M0V、缺相保護器QX、第一接觸器KMl和零線開關K2分別與中央控制單元I相連。缺相保護器QX主要對三相電壓過壓、欠壓、缺相、相序錯進行檢測，防雷裝置MOV對該裝置及負載側進行防雷保護功能。
[0032]作為進一步的改進，本實用新型的裝置還包括柜體，中央控制單元、負序補償單元、零序補償單元和諧波治理單元均安裝在柜體內，安全性更高，在柜體頂部設置有散熱風扇，可以通過中央控制單元進行控制，從而實現及時散熱，延長使用壽命。
[0033]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.低壓電能質量治理綜合裝置，其特征在于:包括中央控制單元、零序補償單元、負序補償單元和諧波治理單元，所述零序補償單元和負序補償單元分別與三相電壓線相連，諧波治理單元設有三組LC濾波電路，三組LC濾波電路的輸入端分別與三相電壓線相連，三組LC濾波電路的輸出端均與負載端中性線相連，每組LC濾波電路包括相連的電抗器和智能電容器； 所述零序補償單元包括曲折變壓器和阻抗動態(tài)調節(jié)單元組成，所述曲折變壓器一次側的三個輸入端分別與低壓配電網中的三相線相連，曲折變壓器二次側的輸出端與負載端中性線相連，所述阻抗動態(tài)調節(jié)單元與中央控制單元相連； 所述曲折變壓器為原、副邊繞組匝數相同的三相繞組變壓器，曲折變壓器的鐵芯上設有測溫傳感器，測溫傳感器與信號放大器相連，信號放大器通過A/D轉換電路與中央控制單元相連，中央控制單元與報警模塊連接； 所述低壓電能質量治理綜合裝置還包括柜體，所述中央控制單元、負序補償單元、零序補償單元和諧波治理單元均安裝在柜體內。2.根據權利要求1所述的低壓電能質量治理綜合裝置，其特征在于:所述負序補償單元包括用于分組投切補償的三組智能電容器，三組智能電容器分別串接在三相電壓線中的其中兩相電壓線中。3.根據權利要求1所述的低壓電能質量治理綜合裝置，其特征在于:還包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與中央控制單元相連接。4.根據權利要求1或2或3所述的低壓電能質量治理綜合裝置，其特征在于:所述零序補償單元與三相電壓線之間連接有第一接觸器(KMl)，第一接觸器(KMl)的線圈和輔助觸點分別與中央控制單元相連，第一接觸器(KMl)輔助觸點的另一端與交流接觸器(KM2)線圈一端相連，第一接觸器(KMl)線圈的另一端以及交流接觸器(KM2)線圈的另一端均與負載端中性線相連。5.根據權利要求1所述的低壓電能質量治理綜合裝置，其特征在于:所述柜體頂部設置有散熱風扇。
【文檔編號】H02J3/01GK205509497SQ201620205479
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】鄧東林
【申請人】貴州電網有限責任公司遵義供電局