一种抽屉式电能质量矫正装置的制作方法

本实用新型涉及供电配电领域，具体而言，涉及一种抽屉式电能质量矫正装置及配电柜。

背景技术：

在供电系统中，为了实现无功补偿、三相不平衡调节和谐波滤除，提高功率因数，以改善电能质量和降低线路损耗，通常需要在供电系统中装设电能质量矫正装置。

现有的电能质量矫正装置大多采用柜体式结构，体积大，比较沉重，装配困难，并且占用大量的装配空间。另外，电能质量矫正装置通常单台使用，设备容量固定，增容困难，多台并联一起使用时，占用体积大，尺寸匹配不好，结构不够美观。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种体积小、容量大、可并机使用的模块化的抽屉式电能质量矫正装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

抽屉式电能质量矫正装置，包括箱体，还包括出线铜排，所述出线铜排从所述箱体的端面伸出，用于抽屉式电能质量矫正装置与外部电网电气连接；

所述箱体设有所述出线铜排的面的对面设有拉手。

在示例性实施例中，所述箱体设有出线铜排的面的对面的边缘设有限位挡板。

在示例性实施例中，还包括接触器和滤波板，所述出线铜排通过接触器与所述滤波板连接。

在示例性实施例中，还包括熔断器，出线铜排通过熔断器与所述接触器连接。

在示例性实施例中，还包括设于所述箱体内部的屏蔽板和功率单元板；

所述屏蔽板设于所述滤波板和所述接触器之间；所述功率单元板和所述滤波板电气连接。

在示例性实施例中，所述功率单元板上设有相互电气连接的IGBT 模块和直流电容组。

在示例性实施例中，所述IGBT模块上连接有散热器。

在示例性实施例中，还包括主控板、与所述主控板排线连接的霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器设于所述出线铜排之上；

所述霍尔电流传感器用于采集所述出线铜排的电流信号并反馈给所述主控板。

在示例性实施例中，还包括散热风机，所述主控板控制向所述电能质量矫正装置供电，所述主控板与所述散热风机排线连接；

所述主控板根据所述电能质量矫正装置运行的电流大小呈比例地对所述散热风机调速。

在示例性实施例中，还包括与所述主控板排线连接的触控显示屏，所述触控显示屏设于所述箱体表面，并同所述主控板交换监控参数。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

本实用新型的抽屉式电能质量矫正装置的箱体一端设有用于与外网连接的出线铜排，并在箱体的端面上加设拉手，使得箱体呈抽屉状，拉手为箱体的抽拉提供了施力点，是一种体积小、容量大、可并机使用的模块化的抽屉式电能质量矫正装置。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置的前轴测示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置的后轴测示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置后视图；

图4示出了图3中本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置的剖面视图A-A；

图5示出了图4中本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置的剖面视图B-B；

图6示出了本实用新型实施例所提供的抽屉式电能质量矫正装置的 IGBT模块和散热器的连接结构示意图。

主要元件符号说明：

1-配电柜；10-矫正装置；101-箱体；1011-限位挡板；1012-通讯转接端子；1013-电流采样端子；1014-进风口；1015-排风口；102-出线铜排；1021- 连接铜排；1022-熔断器；1023-霍尔电流传感器；103-拉手；104-主控板； 105-功率单元板；1051-IGBT模块；10511-散热器；1052-直流电容组；106- 滤波板；1061-网侧电感；1062-桥侧电感；1063-零线电感；107-屏蔽板；108- 接触器；109-散热风机；110-触控显示屏。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对抽屉式电能质量矫正装置进行更全面的描述。附图中给出了抽屉式电能质量矫正装置的优选实施例。但是，抽屉式电能质量矫正装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对抽屉式电能质量矫正装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在抽屉式电能质量矫正装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的抽屉式电能质量矫正装置适用于0.4KV的供电系统中，实现无功补偿，三相不平衡调节和谐波消除；提高功率因数和改善电能质量，同时可以高效节能，降低线路损耗。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例

请一并参阅图1和图2，抽屉式电能质量矫正装置10，包括箱体101，还包括出线铜排102。出线铜排102从箱体101端面伸出，用于将抽屉式电能质量矫正装置10与外部电网电气连接。箱体101设有出线铜排102的面的对面设有拉手103。本实施例中，设有出线铜排102的箱体101的面上和该面的对面均设有拉手103。

上述，箱体101为抽屉式电能质量矫正装置10的外壳。箱体101为钣金制成的壳状长方体状的箱体101，首先对板材进行裁剪、冲压，而后对板材进行折弯，最后将板材拼接成箱体101。

请一并参阅图3和图4，出线铜排102通过紧固件，即螺钉连接在箱体 101的上，出线铜排102从箱体101的上端面上伸出(图3，图4中方向)，用于与外部电网连接。出线铜排102是一种电流导电产品，具有电阻率低、可弯折度大等优点。

箱体101设有出线铜排102的面的对面的边缘设有限位挡板1011。具体的，限位挡板1011为直角折弯板，直角折弯板的一面用于与箱体101表面连接，另一面与箱体101的端面相平用于限位。带有拉手103和限位挡板1011的箱体101类似于一个抽屉。当将抽屉放置于供电系统的配电箱中时，限位挡板1011限制了箱体101继续向内推进，使得箱体101的端面于表面露出。

在使用时，抽屉式电能质量矫正装置10抽拉的设于供电系统的配电箱中，加设拉手103增加了抽拉的施力点，一方面可以方便搬运，一方面在放置抽屉式电能质量矫正装置10便于抽拉。

抽屉式电能质量矫正装置10还包括设于箱体101内部的主控板104、功率单元板105、滤波板106、屏蔽板107和接触器108。屏蔽板107装于箱体101中，屏蔽板107的一侧设有滤波板106，另一侧连接有功率单元板 105。功率单元板105与主控板104连接于屏蔽板107的同一侧。

出线铜排102与滤波板106连接。具体的，出线铜排102通过连接铜排1021连接在接触器108上，接触器108与滤波板102连接。接触器108 广义上是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。当接触器108线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁芯产生电磁吸力吸引动铁芯，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。

出线铜排102与连接铜排1021之间，即与接触器108之间连接有熔断器1022。熔断器1022是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器1022广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。

本实施例中，出线铜排102包括四个端子，其中三个端子上设有霍尔电流传感器1023。出线铜排102从霍尔电流传感器1023中穿过，霍尔电流传感器1023安装在屏蔽板107上并与主控板104通过排线连接，用于采集进线铜排102的电流信号然后反馈给主控板104。

霍尔电流传感器1023基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流，并在霍尔元件平面的法线方向上施加磁场强度为的磁场，那么在垂直于电流和磁场方向(即霍尔输出端之间)，将产生一个电势，称其为霍尔电势，其大小正比于控制电流。通过感应的电势的大小，将电势转换成电流反馈给主控板104。

可以理解，穿过霍尔电流传感器1023的出线铜排102的三个端子上各自接有一个熔断器1022，并共同穿过一个接触器108，而后连接在滤波板 106上。

设有出线铜排102的箱体101的表面还设有通讯转接端子1012和电流采样端子1013。通讯转接端子1012主要用于将本抽屉式电能质量矫正装置 10与其他外置的设备建立通信连接，本实施例中，通讯转接端子1012包括 COM1、COM2、BCDS、JTAG端口。电流采样端子1013用于对外部电流信号进行采样并输入到抽屉式电能质量矫正装置10中进行矫正。

如图5所示，滤波板106通过螺钉连接在箱体101上，滤波板106包括网侧电感1061、桥侧电感1062和零线电感1063。零线电感1063一端与出线铜排1063没设有霍尔电流传感器1023的N端口连接，另一端通过连接铜排1021与直流电容组1052(下文提到)连接。一个桥侧电感1062和一个网侧电感1061连接，三个桥侧电感1062和三个网侧电感1061分成三组，一端连接有出线铜排1063带有霍尔电流传感器1023的A-B-C端口，另一端通过连接铜排1021连接IGBT模块1051(下文提到)。从而使得滤波板106和功率单元板105建立电气连接。

滤波板106可以对电源线中特定频率的频率点或该频率点附近电流信号进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。出线铜排102连接在滤波板106上，滤波板106将采集的电流进行滤波后输出。

接触器108连接在屏蔽板107上，同时主控板104与接触器108设于屏蔽板107的同一侧。屏蔽板107将滤波板106与主控板104、接触器108 隔离，遏止滤波板106的高频电磁场对主控板104、接触器108的影响，使干扰场在屏蔽板107内形成涡流并在屏蔽板107的分界面上产生反射，从而大大削弱干扰场在接触器108和主控板104处的场强值，达到了屏蔽效果。

本实施例中，屏蔽板107为钣金件，具有较高的电导率和磁导率。有时为了增强屏蔽效果，还可采用多层屏蔽体，其外层一般采用电导率高的材料，以加大反射作用，而其内层则采用磁导率高的材料，以加大涡流效应。

滤波板106通过连接铜排1021和功率单元板105连接，同时功率单元板105连接在屏蔽板107和箱体101上。

功率单元板105是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。功率单元板105上设有IGBT模块1051，IGBT模块1051 是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。封装后的IGBT模块1051 直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT模块1051具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点，其主要的功能是逆变，即将直流电变为交流电。

功率单元板105上还设有单元驱动板(图中未示出)，其作用为向IGBT 模块1051提供驱动信号，同时对驱动故障进行检测，并反馈给功率单元板105。

IGBT模块1051在工作时发热量相对较大，如不及时将热量散出，会影响IGBT模块1051的正常工作，严重时甚至会使IGBT模块1051高温烧坏。

如图6所示，在IGBT模块1051处设有散热器10511，IGBT模块1051 与散热器10511接触，用于将IGBT模块1051的热量及时散出。

散热器10511是机器设备部件运转时用于降低设备运转时所产生的热量的部件，使机械设备部件散热制冷来增加机械运作寿命。所以散热器 10511的质量直接影响运转机械设备部件的寿命。

本实施例中，散热器10511为一个铝合金构件，具体为一块铝合金板上设有片铝合金翅片，以达到增大铝合金和空气的接触面积，从而达到较好的散热效果。IGBT模块1051发出的热量传导到散热器10511上，而后通过散热器1051与空气的接触将IGBT模块1051的热量传导出去。

功率单元板105还包括直流电容组1052，直流电容组1052设于功率单元板105的边缘，具体设于靠近箱体101的底部(以图3和图4中方向为准)。直流电容组1052与IGBT模块1051电气连接，共同达到整流、滤波的效果。

直流电容组1052由多个直流电容串联组成。直流电容又称为直流支撑电容器，现主要采用聚丙烯薄膜介质直流支撑电容器，其具有耐电压高、耐电流大、低阻抗、低电感、容量损耗小、漏电流小、温度性能好、充放电速度快、使用寿命长(约10万小时)、安全防爆稳定性好、无极性安装方便等优点。

直流电容组1052主要对输出的电压进行平滑滤波，吸收高幅值的脉冲电流，组织产生高幅值脉冲电压，使得电压的波动保持在允许的范围内，防止电压过冲和瞬时电压对IGBT模块1051的影响。

抽屉式电能质量矫正装置10还包括散热风机109，箱体101的表面设有进风口1014和排风口1015。散热风机109设于进风口1014处，散热风机109的引风方向为从进风口1014到排风口1015。

具体的，进风口1014设于箱体101的底部(以图3和图4中方向为准)，散热风扇109设于箱体101底部的内侧。排风口1015设于箱体101的顶部，即与连接铜排102的伸出面在同一面上，为使排风效果更好，靠近箱体101 顶部的侧面上也设有排风口1015。在散热风机109工作时，将风从进风口 1014引入，排风口1015排出。散热风机109将输入的电能转化成扇叶的动能，通过扇叶的转动使得进风口1014处产生负压，从而将风抽入到箱体101 中，而后从顶部的排风口1015排出。

因为进风口1014和排风口1015贯穿的设于箱体101上，引入到箱体101中的风，可以流经每一部件，带走各个部件上的热量，从而达到全面的散热效果。需要说明的是，在使用抽屉式电能质量矫正装置10时，通常将箱体101躺置，即将箱体最大的面作为放置面。

将排风口1015设于设有连接铜排102的一面，在使用时通常将带有连接铜排102的一面背离使用者，这样从排风口1015排出的风不会对着人，避免了吹出的热风对使用者造成的不适感，符合人体工学。

本实施例中，散热风机109的风主要流经由功率单元板105、散热器 10511和滤波板106等发热量较大的电气元件，通过加快气流速度，从而加快各个电气元件的散热，使得各电气元件保持在较好的工作温度，抽屉式电能质量矫正装置10长时间运行发热量小。

另外，主控板104控制向抽屉式电能质量矫正装置10供电，主控板104 与散热风机109电气连接。主控板104根据抽屉式电能质量矫正装置10运行的电流大小呈比例地对散热风机109调速。

主控板104根据所采集的抽屉式电能质量矫正装置10的输出电流自动控制对散热风机109的供电电流，从而对散热风机109进行调速。在抽屉式电能质量矫正装置10不满载时，调低散热风机109的转速，一方面减小了声噪，同时也降低了功耗。

抽屉式电能质量矫正装置10还包括与主控板104排线的触控显示屏 110，设于箱体101表面；触控显示屏110控制主控板104交互监控参数。具体的，触控显示屏110设于箱体101的底部(图3中方向)，即设于出线铜排102的对面上。

在使用抽屉式电能质量矫正装置10时，箱体101最大的平面作为放置面，将箱体101抽拉的插入于配电柜中，出线铜排102在内侧，触控显示屏110在外侧露出，便于操作者查看及操作，符合人体工学。触控显示屏 110一方面用于显示设备运行状态，一方面可通过触控显示屏110调节主控板104的运行参数。

本实用新型的抽屉式电能质量矫正装置的箱体一端设有用于与外网连接的出线铜排，并在箱体的端面上加设拉手，使得箱体呈抽屉状，拉手为箱体的抽拉提供了施力点。本使用新型的抽屉式电能质量矫正装置是一种体积小、容量大、装拆方便的模块化的抽屉式电能质量矫正装置。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。