专利名称：电力谐波污染电能的利用装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型属于降低电力谐波的技术领域，具体涉及一种电力谐波污染电能的利用装置。
二背景技术：
电力谐波是指除了电网50Hz工频以外，特别是高于50Hz的各次谐波，如奇次谐波即50 Hz的奇倍数次谐波，3次、5次及以上的，还有偶次谐波即50Hz的偶倍数次谐波，2次、4次及以上的。由于这些谐波不仅要对电网的运行带来不利影响，而且还要对用电设备的使用，电量计费等用户的利益带来损害，故一般都将其称之为谐波“垃圾”或视为谐波“污染”。随着工农业生产和社会生活用电的增长，以及直流输电技术的应用，这种对电力系统产生的谐波污染日趋严重。为了减少这种污染，国家颁布了《电能质量公用电网谐波》标准(GB/T14549-93)，要求凡是要产生超标谐波电压和电流的单位，必须要安装减小谐波的设备，以将谐波降低到规定水平以下。由于安装这种滤波的设备不仅要增加投资，还要增加运行费用，而且能将谐波消除越多的设备，其投资和运行费用越高，因而许多单位都没有积极性。但为了不违反国家规定的要求，又能达到尽可能减少开支的目的，一般都只会将安装的谐波消除设备做到刚低于规定水平，很显然谐波消除的程度有限。其次，现有的谐波降低设备如各类高通滤波器都是将谐波滤出，未加以利用。
值得注意的是这种谐波“垃圾”或谐波“污染”，其本身也是一种电能形式，把它作为“垃圾”处理掉而不加以利用，实为一种浪费。
三
发明内容
本实用新型的目的是克服已有技术存在的缺陷，提供一种能将电力谐波进行利用的装置。
本实用新型提供的电力谐波污染电能的利用装置，包括电容器、变流器和用电设备，变流器由绕在铁芯上的原边线圈和次级线圈组成，电容器一端与变流器的原边线圈串联，另一端接于电力系统和产生谐波的电器设备之间的电力线上，而变流器的原边线圈另一端接地，用电设备并接在变流器的次级线圈的回路上。
考虑到谐波产生有一定随机性，为了使用电设备能获得最好的工作特性，本实用新型变流器的次级线圈上设计有10～30个2.5％的抽头，且在次级线圈的抽头和用电设备之间还接有一个换接开关，该换接开关同时接地。
另外，考虑到谐波能量较大时，会对基波产生影响，为了减少这种影响，本实用新型在变流器的次级线圈的回路中还可以串接一个电容。
对于使用谐波电能的负载即用电设备，一般应选取对频率没有要求的设备，故本实用新型中的电器设备应选为电阻型，如电热器等，或整流型，使之既可作为直流电直接使用，也可逆变为交流电流，这样对大容量的谐波特别有价值。
本实用新型具有以下优点1、使用本实用新型不仅可以将电力谐波降低，避免其对电网的运行、用电设备的使用，电量计费等用户的利益带来不利影响，而且还获得了可利用的一种电能形式。
2、由于使用本实用新型可以将电力谐波污染电能予以利用，其前期的设备投资和运行费用不仅可以回收，而且还可继续获利，因而一方面会使许多单位焕发消除电力谐波的积极性，另一方面可以将电网中的高次谐波降到一个很低水平。
3、由于本实用新型主要是在应用现有的高通滤波器的基础上，增加了一个次级线圈，因而设计巧妙、结构简单、新增投资小。
四
图1为本实用新型的电路结构图；图2为本实用新型的等值图；图3为本实用新型的另一种电路结构图。
五具体实施方式
以下结合附图给出实施例，以对本实用新型进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本实用新型作进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本实用新型的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。
实施例1如图1所示，本实施例给出的电力谐波污染电能的利用装置，包括电容器C、变流器TD、换接开关K和用电设备LH。变流器TD由绕在铁芯上的原边线圈L1和次级线圈L2组成。电容器C一端与变流器TD的原边线圈L1串联，另一端接于电力系统S和产生谐波的电器设备HL之间的电力线PL上，而变流器TD的原边线圈L1另一端接地。用电设备LH并接在变流器TD的次级线圈L2的回路中，变流器TD的次级线圈L2上有10个2.5％的抽头，换接开关K安装在抽头和用电设备LH之间并同时接地。
对于本实施例变流器TD的原边线圈L1上串联的电容器C、变流器TD的铁芯的取值大小以及原边线圈L1和次级线圈L2圈数、线径的多少的确定，可以先将其简化为等值图，如图2所示。即将变流器的原边线圈L1和次级线圈L2分别等值为电感Lh和Lx，负载电器设备等值为电阻Rh，使之对电力线PL形成一个相当于由C-Lx-Lh-Rh组成的高通滤波器，截止频率f0选为70～80Hz，然后根据电力线PL上的谐波“污染”情况，测量出谐波电压和谐波电流的大小，计算出可以利用的谐波功率，也就可以根据有关滤波电路的计算公式计算，因这些都是本领域一般技术人员公知的常识，这里就不一一叙述计算。
对于使用谐波电能的用电设备，一般应选取对频率没有要求的设备，故本实施例的电器设备可根据情况选为电阻型，如电热器等，或整流型，使之既可作为直流电直接使用，也可逆变为交流电流，这样对大容量的谐波特别有价值。
实施例2本实施例给出的电力谐波污染电能的利用装置的结构与实施例1完全相同，所不同的是变流器TD的次级线圈L2上有30个2.5％的抽头，其次变流器TD的原边线圈L1上串联的电容器C、变流器TD的铁芯的取值大小以及原边线圈L1和次级线圈L2圈数、线径的多少的确定，也是按照等值图，根据测量出电力线PL上谐波电压和谐波电流的大小，计算出可以利用的谐波功率，再根据有关滤波电路的计算公式计算。
实施例3本实施例给出的电力谐波污染电能的利用装置的结构与实施例1完全相同，所不同的是在变流器TD的次级线圈L2的回路中还串接有一个电容Cd，见图3；其次变流器TD的次级线圈L2上有20个2.5％的抽头；再次变流器TD的原边线圈L1上串联的电容器C、次级线圈L2的回路中串接电容Cd、变流器TD的铁芯的取值大小以及原边线圈L1和次级线圈L2圈数、线径的多少的确定，也是按照等值图，根据测量出电力线PL上谐波电压和谐波电流的大小，计算出可以利用的谐波功率，再根据有关滤波电路的计算公式计算。
权利要求1.一种电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于该装置包括电容器C、变流器TD和用电设备LH，变流器TD由绕在铁芯上的原边线圈L1和次级线圈L2组成，电容器C一端与变流器TD的原边线圈L1串联，另一端接于电力系统S和产生谐波的电器设备HL之间的电力线PL上，而变流器TD的原边线圈L1另一端接地，用电设备LH并接在变流器TD的次级线圈L2的回路上。
2.根据权利要求1所述的电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于变流器TD的次级线圈L2上有10～30个2.5％的抽头，且在次级线圈L2的抽头和用电设备LH之间还接有一个换接开关K，该换接开关K同时接地。
3.根据权利要求1或2所述的电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于在变流器TD的次级线圈L2的回路中还可以串接一个电容Cd。
4.根据权利要求1或2所述的电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于电器设备HL为电阻型、整流型或其它对频率没有要求的设备。
5.根据权利要求3所述的电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于电器设备HL为电阻型、整流型或其它对频率没有要求的设备。
专利摘要本实用新型公开的电力谐波污染电能的利用装置，其特征在于该装置包括电容器C、变流器TD和用电设备LH，变流器TD由绕在铁芯上的原边线圈L1和次级线圈L2组成，电容器C一端与变流器TD的原边线圈L1串联，另一端接于电力系统S和产生谐波的电器设备HL之间的电力线PL上，而变流器TD的原边线圈L1另一端接地，用电设备LH并接在变流器TD的次级线圈L2的回路上。本实用新型设计巧妙、结构简单、新增投资小，对电力谐波污染的利用，不仅可将电网中的高次谐波降到一个很低水平，解决其对环境的污染问题，而且还可使前期的设备投资和运行费用回收，获得可持续利用的一种电能。
文档编号H02J3/01GK2679903SQ20042003250
公开日2005年2月16日 申请日期2004年1月12日 优先权日2004年1月12日
发明者滕福生, 滕予非 申请人:滕福生