單相分補的消除諧波的電抗器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單相分補的消除諧波的電抗器，它由接在A、B、C三相電路上的三個電抗器和三個電容器構成，所述的電抗器是帶鐵芯的電感線圈，三個電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復合開關負載端，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的另一極連接后經過電抗器X后接電源的零線N，該電抗器用于電力系統的動態無功補償，能夠控制實現注入電網諧波最小化，比傳統可控電抗器具有更理想的綜合性能。
【專利說明】單相分補的消除諧波的電抗器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于消除電力設備的非線性負荷產生的裝置，特別是消除諧波的電抗器。
【背景技術】
[0002]隨著電力行業的發展，在供電系統中非線性負荷(變頻調運裝置、電機軟啟動裝置、磁飽和穩壓裝置、大型整流裝置、通訊設備、醫療設備、電焊機組、大型超市燈具照明等)日趨增多，這些設備在運行時f臺造成電壓波形變化f產生高次諧波，使電網的功率因數降低，增大波紋系數f?對電網造成很大的危害，尤其是在無功補償電路中電容器會對高次諧波進行放大，使合閘瞬間產生涌流，電路嚴重過載，電容器被擊穿，造成短路危及設備運行人身安全，甚至釀成爆炸引起火災。
[0003]傳統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，超過磁路就容易飽和，起不到抑制及濾波作用。
[0004]近年來一些公開文獻報道了消除諧波的裝置，例如:
[0005]1、中國專利，名稱:交流工頻低壓正弦波強電流穩流裝置，申請號:CN85100595申請日:1985.04.01公開(公告)號:CN85100595申請(專利權)人:西安交通大學；摘要:交流工頻低壓正弦波強電流穩流裝置適用于電器的發熱、特性試驗以及其他需要穩流的場合。它的輸出電流波形失真度小于5%，輸出電流由零到數萬安，輸出電壓0-10伏，允許負載電阻變化范圍400%，穩流精度± I %。本裝置采用靜止非線性磁性元件作為調整電流環節，采用閉環調節系統濾波環節，動態響應時間小。供電電源調壓器允許使用感應式調壓器。
`[0006]2、中國專利，名稱:數字化直流電流調節器，申請號:CN201220355287.6申請日:2012.07.20公開(公告)號:CN202696530U申請(專利權)人:上海智大電子有限公司；摘要:一種數字化直流電流調節器，采用了二相交流380V電壓輸入，采用數字控制，特點是該裝置采用電流閉環控制，輸出是恒流源裝置。主回路采用晶閘管半控橋式整流電路，通過面板上4位數碼管顯示控制器綜合信息。輸出電流共三個檔位，每個檔位輸出電流0-25A連續可調。輸出電流調節采用按鍵，設置步長為0.01A。并有輸出電流顯示及故障報警信息和晶閘管脈沖觸發等功能，均采用單片機模塊ATMEGA16，通過軟件設置實現上述功能。該數字化直流電流調節器主要用于起重機平移機構的調速控制系統和焦化系統推焦小車渦流調速系統。也可作為恒流源使用，也可作為直流電動機勵磁線圈供電。
[0007]3、中國專利，名稱:一種復合濾波模塊，申請號:CN200920214879.4申請日:2009.12.31公開(公告)號:CN201639296U申請(專利權)人:上海坤友電氣有限公司；摘要:一種復合濾波模塊。它包括殼體和安裝在殼體內的復合模塊功能電路；其特征在于:該復合模塊功能電路由一只接入電源的空氣開關QK作為其供電電源的輸入接線端，該空氣開關QK下部接入一只由三只雙向可控硅組成的可控硅無觸點開關MK，在可控硅無觸點開關MK下部接入一臺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。它主要用于解決現有體積大、發熱量大、接線冗長的技術問題，它可以提高單柜安裝容量，為用戶節約安裝位置，節約柜殼，節約成本。
[0008]上述公開文獻報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，有的結構復雜，成本較高。
【發明內容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種高速低諧波可控電抗器，用于電力系統的動態無功補償。能夠控制實現注入電網諧波最小化，比傳統可控電抗器具有更理想的綜合性能。
[0010]本實用新型的技術方案以下面方式實現:
[0011]單相分補的消除諧波的電抗器，它由接在A、B、C三相電路上的三個電感器和三個電容器構成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復合開關負載端，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的另一極連接后經過電抗器X后接電源的零線N。
[0012]所述的電感的鐵芯采用環形間隙結構，高導磁納米材料，經粉末冶金壓制而成，導磁率 ui 以上。
[0013]本實用新型的優點:
[0014]1、采用接在A、B、C三相電路上的三個電感器和三個電容器構成，在無功補償電路中能有效地抑制涌流，對高次諧波形成低阻抗通路。對諧波具有吸收泄放作用，這樣既能滿足無功補償，又能消除高次諧波帶來的危害，目能節約電能消耗20%以上。它避免了過去采用一般鐵芯式電感組成的電抗器對5次以上諧波、磁路容易飽和，起不到抑制及濾波作用。本產品性能穩定可靠，抑制5-9次以上諧波效果更為顯著。
[0015]2、電感器的鐵芯以導磁粉末直接壓制成型的環體，環體上設剖槽以產生氣隙，產品性能穩定可靠，不會飽和，磁路分布均勻，大大降低了空載激磁電流和空載損耗，具有節約能耗、體積小、散熱好、溫升低、重量輕、安裝方便等特點，并采用防護外殼結構，進出線端子、接地端子均在外，有利于用戶接線。
[0016]3、本實用新型的三相共補的消除諧波的電抗器由于它由接在A、B、C三相電路上的三個電感器和三個電容器構成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復合開關負載端，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的另一極連接后經過電感器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，保護電路及電容器過載，降低諧振諧波的次數，縮小諧波電流放大，過濾諧波電流進入電容。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是單相分補的消除諧波的電抗器電路圖；
[0018]圖2是具有環形間隙結構的電抗器鐵芯示意圖。[0019]圖1中:DK_自動開關，CJ-接觸器或復合開關，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-電抗器環形鐵芯，2-間隙。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，單相分補的消除諧波的電抗器它由接在A、B、C三相電路上的三個電感器和三個電容器構成，所述的電感器是帶鐵芯的電感線圈，三個電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復合開關負載端，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的另一極連接后經過電抗器X后接電源的零線N。
[0022]所述的電感鐵芯用高導磁納米材料，經粉末冶金壓制而成，形狀為環形間隙結構。
[0023]本實用新型的單相分補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，支路中會產生高次諧波，在正負半波觸發脈沖對稱時，基波及諧波電流的幅值僅由控制角確定。消除諧波的拓撲可以實現脈動效果，即動態無功電源注入系統的諧波電流的次數為12ktl，k為正整數。在小容量方式的大觸發角條件下，高壓側線電流中會出現高次諧波，但由于此時可控電抗器的容量很小，故諧波電流的絕對值是極小的，對系統基本無影響。在投入運行的大容量方式下，即對應沒有諧波的狀態，則可控電抗器高壓側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容量調節范圍內，注入系統的諧波均能滿足國標(GB / T14549 — 1993)的要求。它不但具有無功功率連續可調、響應速度快等優點，還使得注入系統的諧波在整個容量調節范圍內極小，無需配置濾波配置:用低壓模塊并聯結構，便于系統容量擴展及冗余設計，提高了系統可靠性3采用的低壓拓撲避免了器件串聯，降低了成本。
[0025]在電容器補償電路中串聯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，保護電路機電容器過載，并能降低諧振諧波的次數，縮小諧波電流放大，使諧波電流通過三角形濾波電路將諧波過濾掉，產品性能穩定可靠而且不會飽和。
[0026](I)輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態過電壓。
[0027](2)改善長輸電線路上的電壓分布。
[0028](3)使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失。
[0029](4)在大機組與系統并列時降低高壓母線上工頻穩態電壓，便于發電機同期并列。
[0030](5)防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。
[0031](6)當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。
[0032]本實用新型單相分補的消除諧波的電抗器的技術參數如下:
【權利要求】
1.一種單相分補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三相電路上的三個電感器和三個電容器構成，所述的電感器有鐵芯和電感線圈，三個電感線圈的一端L1、L2、L3接接觸器或復合開關負載端，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的另一極連接后經過電抗器X后接電源的零線N。
2.根據權利要求1所述的單相分補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磁納米材料，經粉末冶金壓制而成，形狀為環形間隙結構。
【文檔編號】H02J3/18GK203406609SQ201320344244
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2013年6月17日
【發明者】葉金 申請人:柳州電器科學研究所有限公司