高效节能的数码调压器的制作方法

文档序号:7284022阅读:530来源:国知局
专利名称:高效节能的数码调压器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及节电设备技术领域,特指一种能适应配电网络的各种照明及动力设备负载的高效节能的数码调压器。
背景技术
节约电能是电力生产、供应企业、工矿企业和广大消费者共同关心的问题,对电厂和供电企业而言,降低煤耗、厂用电量和降低线损是主要的节能方向,而对于各工矿企业和广大用电消费者而言,减少有功、无功消耗,减少用电是主要的节电途径。在电力供应输送过程中,电力公司为了避免送电过程中的损耗及尖峰用电时造成末端用户电压过低,故会以较高的电压输送,因此用户实际所承受的电压会高于设备的额定电压,多余的电压不仅不能让负载设备更有效的运转,反而导致设备发热的主要原因,从而会造成用户用电的消耗,增加电费支出,以及各种设备增加消耗发热而缩短设备寿命。
此外,随着现代化工业的高速发展,电力系统的非线性负载日益增多,如各种换流设备、变频电源、电力电子装置以及电弧炉、电气化铁道等非线性负载遍及全系统,以及家用电器如电视机、节能灯、热泵空调压缩机、电脑等的广泛使用,这些非线性负载产生的谐波电流注入电网,使共用电网的电压波形产生畸变,严重地污染了电网环境,威胁着电网中的各种电气设备的安全经济运行。

发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种既能节约电网和用户电能,又能消除和减低因谐波干扰而引起的电能消耗的高效节能的调压器。
本实用新型另一目的在于提供一种数码控制,节电、调压效果显著的数码调压器。
为达到上述目的,本实用新型的调压器由串联线圈L1、电压调整线圈L2及首尾相连的三角线圈L3组成,线圈L1和L2构成调压电路,三角线圈L3构成三次谐波滤波器,在调压电路的输出端上对应挂接有调谐滤波电路,该调谐滤波电路由三个LC滤波器构成,三个LC滤波器的一端分别与调压电路的A、B、C三相的输出端连接,而三个LC滤波器的另一端相互连接构成星形联接结构;所述调压电路上嵌入一数码主控模块,数码主控模块连接于相线与零线之间。
所述调谐滤波电路可并联设置一组或多组,每组均由三个LC滤波器构成,三个LC滤波器的一端分别与调压电路的A、B、C三相的输出端连接,而三个LC滤波器的另一端相互连接构成星形联接结构。
所述调压器为三铁芯柱自耦调压器。
本实用新型的三角线圈实际是一个三次谐波的滤波器,借助三角绕组为三次谐波电流形成了回路,从而抑制了三次谐波磁通和三次谐波电势的有害影响,它使磁通曲线和感应的一、二次电势曲线都接近正弦波形。采用降低有功功率损耗,提高功率因数和抑制与消除谐波干扰三项共有特征组合措施,从而达到了降损节能、释放容量,提高供电质量效果,在保证电器设备正常情况下,发挥了最大的功效。
采用数码控制,有效地提高调压准确性,降低电机启动时冲击电流和高次谐波,节电功效更佳。


附图1为本实用新型的电路原理图;附图2为增加用户用电容量之实施例的矢量图;附图3为图2之实施例的功率圆图。
具体实施方式
见附图1所示,本实用新型之调压器为三铁芯柱自耦调压器,主要由串联线圈L1、电压调整线圈L2及首尾相连的三角线圈L3组成,线圈L1和L2构成调压电路,三角线圈L3构成三次谐波滤波器,在调压电路的输出端上对应挂接有调谐滤波电路,调谐滤波电路可并联设置一组或多组。调谐滤波电路由三个LC滤波器构成,三个LC滤波器的一端分别与调压电路的A、B、C三相的输出端连接,而三个LC滤波器的另一端相互连接构成星形联接结构。调压电路上嵌入一数码主控模块10,数码主控模块10连接于相线与零线之间。
线圈L1和L2构成调压电路,降低电机启动时冲击电流和高次谐波,三角线圈L3构成三次谐波滤波器,对工频起无功补偿作用,调谐滤波电路用于滤除和抑制次谐波分量,从而达到改善电压波形和提升电能质量,数码主控模块10实现数字化控制及调节,调压准确性更高。
本实用新型工作原理是第一,通过无功就地补偿原则,提高功率因数,减少电网无功需求,提高电网输送容量和用户用电装置容量,以降低电网线路损耗,达到节约电网和用户电能的目的;第二,在确保用电设备在正常使用工况下,通过自耦变压器调压手段来降低负载有功功率损耗,使用户节约电能;第三,借助有功降损自耦变压及无功补偿电路,实施三次谐波和五次或七次,甚至十一次、十三次等谐波滤波措施,以抑制和消除谐波公害,降低因波形畸变而造成的附加电能损耗。自耦调压器采用星形接线,改善三相负载电流不平衡,减少负序附加损耗。
实施例一照明和电热等线性电路的降压节电功效系采用电磁平衡技术原理,使输出电压调整到用电设备最经济运行的设定电压点上,即从U1调整到U2,以取得最大的节电率。
节电率计算公式为η=1-(U2/U1)2从上述公式可见在确保供电电压合格范围内,适当降低配电运行电压水平,即用电设备在合适的电压下,可取得最佳经济的节电功效,其中可通过数码主控模块10更准确的调压,方便快捷,数字化显示,利于操作。
实施例二“异步电机的调压节电”在国家标准《三相异步电动机经济运行》作了详细的论述与肯定。其节电原理为降压引起铁损和励磁电流产生的铜损的减少,对异步电机而言,轻空载时励铁芯损耗占主要地位,故对异步电机采取降压运行能减少电机的损耗而提高其用电效率。
国标推荐异步电机损耗随电压变化的计算公式为ΔP=Pfw+PsNβ2/Ku2+PfeN+Ku2+Pcu2Nβ2/Ku2+Pcuo×Ku2+(PculN-Pcuo)β2/Ku2]]>式中Pfw——机构损耗 Pcuo——励磁电流引起定子铜损PsN——杂散损耗 PculN——负载电流引起定子铜损PfeN——定子损耗 β——负载系数 β=P2/PNPcu2N——转子损耗Ku——最佳调压系数Ku=β2(ΣPN-PO)KΣPN]]>式中∑PN——电动机有功损耗Po——电动机空载损耗K——系数2极电机K=0.154极电机K=0.256极电机K=0.30
一般中小型电机励磁电流大,空载铁损和铜损占比重较大,这类电机在轻空载时,最宜于采用降压节电技术。对变转矩风机、泵类负载,由于降压使电机有可能在大于最大转矩对应的滑差率范围内稳定运行,不致像恒转矩负载会引起转子发热,故风机、泵类负载允许有较大的调压范围,所以说,调压节能对风机、泵类负载更为适宜。
一般中小型异步电动机在电源电压为390V及以上时,通过调压节电约有8%-12%的节电效果。如果多台小容量异步电动机可有10%-20%的节电效果。空载异步电机将有15%-35%的节电效果。
如图2、3所示,对调压器的无功补偿节电效果分析1、减少线路损耗,提高供电能力线损下降率δ=(1-cos2Φ1/cos2Φ2)×1002、增加用户用电容量,避免和减少了主变过载过热和增容的费用支出。加装电容器Qc后,即减少了电网输送的无功功率(由Q减少到Q-Qc),电流也从I1减少到I2,从而在用户设备容量S不变的情况下,可多吸收电网的有功功率和电流。
3、提高功率因数,节省用户电费支出无功补偿Qc后,功率因数由cosΦ1增加到cosΦ2,原用户因功率因数低而受到国家电价制度罚款,使用节电器后,提高了功效因数,非但不罚反而受到了高功率因数的奖励,从而也节省了电费支出。
对抑制和消除低谐谐波的节电效果分析随着现代工业的发展,电网中被注入了众多的背景和特征谐波,从而使电机损耗加大,电机绝缘因过热而加速老化,缩短了电机使用寿命。此外谐波还将严重影响到用户无功补偿,因谐波电流放大而导致发热甚至损坏,以至电网中大量用户的无功补偿装置无法正常安全的运行。
加装调压器后,其调谐滤波电路将对低谐谐波产生旁路作用,如对3、5、7、11、13……等谐波电流产生抑制和消除,一般滤波器能消除谐和波电流30%-90%。
当然调谐元件对较高阶次的谐波也具有抑制作用,但因高频谐波能量较少,故对节能效果来说,几乎微不足道。
使用节能调压器后附加的节电功效1、减少电动机的起动电流,降低了起动过程的电能损耗电动机在起动过程中,因串接了节电器的阻抗,直接起动时启动电流大多在5-7倍额定电流,使用本装置后,下降到2倍左右额定电流,从而减少了启动过程的电耗,而且还可减小电机启动时对系统的冲击,降低电压波动,提高了供电品质。
2、改善三相电压的不平衡度,减少了不平衡造成电机的附加损耗三相不平衡电压可用对称分量法求得正序、负序、和零序分量,负序分量产生电机反转矩,是反向制动力矩,造成电机克服反向转矩的附加损能,三相不平衡产生中心点位移,因此而产生的零序分量将使电机产生振动和漏磁损耗,同增加附加损耗,节能调压器能降低电压不平衡度,从而带来了节电功效。
3、消弱了配电系统的闪变和浪涌节电器非线性元件,特别是电磁电感元件,由于——U=LdΦ/dΦ作用,故对配电系统闪变和浪涌具有缓冲抑制作用。
权利要求1.高效节能的数码调压器,其特征在于该调压器由串联线圈L1、电压调整线圈L2及首尾相连的三角线圈L3组成,线圈L1和L2构成调压电路,三角线圈L3构成三次谐波滤波器,在调压电路的输出端上对应挂接有调谐滤波电路,该调谐滤波电路由三个LC滤波器构成,三个LC滤波器的一端分别与调压电路的A、B、C三相的输出端连接,而三个LC滤波器的另一端相互连接构成星形联接结构;所述调压电路上嵌入一数码主控模块,数码主控模块连接于相线与零线之间。
2.根据权利要求1所述的高效节能的数码调压器,其特征在于所述调谐滤波电路可设置一组或多组。
3.根据权利要求1所述的高效节能的数码调压器,其特征在于所述调压器为三铁芯柱自耦调压器。
专利摘要本实用新型涉及节电设备技术领域,特指一种能适应配电网络的各种照明及动力设备负载的数码调压器。由串联线圈L1、电压调整线圈L2及首尾相连的三角线圈L3组成,线圈L1和L2构成调压电路,三角线圈L3构成三次谐波滤波器,在调压电路的输出端上对应挂接有调谐滤波电路,该调谐滤波电路由三个LC滤波器构成,三个LC滤波器的一端分别与调压电路的A、B、C三相的输出端连接,而三个LC滤波器的另一端相互连接构成星形联接结构;所述调压电路上嵌入一数码主控模块,数码主控模块连接于相线与零线之间。采用降低有功功率损耗,提高功率因数和抑制与消除谐波干扰三项共有特征组合措施,从而达到了降损节能、释放容量,提高供电质量效果。
文档编号H02J3/01GK2824422SQ20052006041
公开日2006年10月4日 申请日期2005年6月28日 优先权日2005年6月28日
发明者黄淡城 申请人:黄淡城
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