低压电能质量治理综合装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低压电能质量治理综合装置，包括中央控制单元、零序补偿单元、负序补偿单元和谐波治理单元，所述零序补偿单元和负序补偿单元分别与三相电压线相连，谐波治理单元设有三组LC滤波电路，三组LC滤波电路的输入端分别与三相电压线相连，三组LC滤波电路的输出端均与负载端中性线相连，每组LC滤波电路包括相连的电抗器和智能电容器，零序补偿单元包括曲折变压器和阻抗动态调节单元组成，曲折变压器的铁芯上设有测温传感器。本实用新型能提高电能使用率，降低损耗，提高经济效益，减少成本，运行安全可靠，同时安装方便，使用简单，适用于工矿、企业、交通运输部门、居民区等低压配电网。
【专利说明】
低压电能质量治理综合装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力低压配电网技术领域，特别涉及一种低压电能质量治理综合
目.0
【背景技术】
[0002]目前国内低压配电网的电能质量问题主要有无功、谐波、三相不平衡和闪变四个方面。特别是三相不平衡问题，是困扰着供电单位的主要问题之一。因低压电网大多是经10/0.4kV变压器降压后，以三相四线制向用户供电，是三相生产用电与单相负载混合用电的供电网络。在装接单相用户时，供电部门原则上应该将单相负载均衡地分接在A、B、C三相上，但在实际工作及运行中，由于单相用户不可控的增容、大功率单相负载的接入以及单相负载用电的不同时性等因素，都造成了三相负载的不平衡。而这种三相负荷不平衡现象将必然导致损耗增加、用电效率下降、零序电流增加、缩短设备的使用寿命，严重时将导致电力设备不能正常工作。
[0003]对变压器的危害:三相负荷不平衡将使得变压器处于不对称运行状态，从而造成变压器的损耗增大。根据变压器运行规程规定，在运行中的变压器中性线电流不能超过变压器低压侧额定电流的25 %。此外，三相负荷不平衡会造成变压器零序电流过大，部分金属件升温增加，甚至导致变压器烧毁。
[0004]中性线和中性点电压问题:中性线零序电流过大，引起中性线烧毁，造成中性点电压偏移过大等问题。
[0005]对用电设备的危害:三相电压不平衡将使得电动机中逆扭矩增加，从而导致电动机升温，效率下降，能耗增加等现象。因此三相电压的不平衡会导致用电设备使用寿命缩短，加速设备部件更换频率，增加设备维护成本。
[0006]另外，随着国内节能减排压力的增加，各种民用节能产品层出不穷，但这些产品都是非阻性负载，如节能灯、电磁炉、变频空调等电器会产生较大的谐波，这些产品在为节能减排做出贡献的同时也会增加供电网络的线路损耗，严重时甚至会影响电网的安全可靠运行。
【实用新型内容】
[0007]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种低压电能质量治理综合装置。能够有效补偿无功、有效抑制电网中存在的零序电流，同时过滤低次谐波及促使三相负荷平衡，另外通过能够在曲折变压器过热的情况下发出报警信号，保障运行安全。
[0008]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]本实用新型的低压电能质量治理综合装置，包括中央控制单元、零序补偿单元、负序补偿单元和谐波治理单元，所述零序补偿单元和负序补偿单元分别与三相电压线相连，谐波治理单元设有三组LC滤波电路，三组LC滤波电路的输入端分别与三相电压线相连，三组LC滤波电路的输出端均与负载端中性线相连，每组LC滤波电路包括相连的电抗器和智能电容器；
[0010]所述零序补偿单元包括曲折变压器和阻抗动态调节单元组成，所述曲折变压器一次侧的三个输入端分别与低压配电网中的三相线相连，曲折变压器二次侧的输出端与负载端中性线相连，所述阻抗动态调节单元与中央控制单元相连；
[0011]所述曲折变压器为原、副边绕组匝数相同的三相绕组变压器，曲折变压器的铁芯上设有测温传感器，测温传感器与信号放大器相连，信号放大器通过A/D转换电路与中央控制单元相连，中央控制单元与报警模块连接；
[0012]所述低压电能质量治理综合装置还包括柜体，所述中央控制单元、负序补偿单元、零序补偿单元和谐波治理单元均安装在柜体内。
[0013]进一步，所述负序补偿单元包括用于分组投切补偿的三组智能电容器，三组智能电容器分别串接在三相电压线中的其中两相电压线中；
[0014]进一步，还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与中央控制单元相连接；
[0015]进一步，所述零序补偿单元与三相电压线之间连接有第一接触器，第一接触器的线圈和辅助触点分别与中央控制单元相连，第一接触器辅助触点的另一端与交流接触器线圈一端相连，第一接触器线圈的另一端以及交流接触器线圈的另一端均与负载端中性线相连；
[0016]进一步，所述柜体顶部设置有散热风扇。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018]本实用新型的低压电能质量治理综合装置能有效地改善三相负荷不平衡所引起的电能损耗和设备磨损，有效地抑制电网中存在的零序电流分量和负序电流分量，过滤低次谐波，降低了供电过程中的无谓损耗，节约了能源，具有补偿效果更好、功耗更低、维护方便、使用寿命长和可靠性高的特点；本实用新型还通过测温传感器来收集曲折变压器温度的变化，并通过无线通讯模块即时集中到服务器监测终端，如果超过预设值，则现场发出警报，通知工作人员及时排除隐患；
[0019]本实用新型整个装置并联接入电网，安装方便，使用简单，能在额定的功率情况下将功率因素补偿到0.95以上，将三相电流不平衡度提高到10%以内，将谐波控制在10%以内，电能使用率高，降低损耗，提高经济效益，减少成本，运行安全可靠。
[0020]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
【附图说明】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0022]图1是本实用新型的局部电气原理图；
[0023]图2是本实用新型的接触器连接电路原理图。
【具体实施方式】
[0024]以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0025]如图1所示，本实用新型的低压电能质量治理综合装置包括中央控制单元1、零序补偿单元2、负序补偿单元3和谐波治理单元4。零序补偿单元2和谐波治理单元4均分别与三相电压线和中性线相连，负序补偿单元3分别与三相电压线相连。
[0026]谐波治理单元4设有三组LC滤波电路，三组LC滤波电路的输入端分别与三相电压线相连，三组LC滤波电路的输出端与负载端中性线N2相连，每组LC滤波电路包括相连的电抗器和智能电容器。
[0027]负序补偿单元3包括用于分组投切补偿的三组智能电容器，三组分组投切补偿的智能电容器分别串接在三相电压线中的其中两相电压线中。根据中央控制单元I的控制来实现分组投切补偿电容器的自动投入与切除。本实施例中，负序补偿单元3包括A相分组投切补偿智能电容器Cl、B相分组投切补偿智能电容器C2和C相分组投切补偿智能电容器C3，电容器Cl、电容器C2和电容器C3分别由一组交流电容器并联而成，可根据负载的大小来确定各相补偿电容器中并联交流电容器的个数及参数。
[0028]零序补偿单元2由曲折变压器TR和阻抗动态调节单元201组成，阻抗动态调节单元201与中央控制单元I相连。曲折变压器TR—次侧的三个输入端分别与低压配电网中的三相线相连，曲折变压器TR 二次侧的输出端与负载端中性线N2相连。阻抗动态调节单元201包括交流接触器KM2和与交流接触器KM2并联的电抗器LI，阻抗动态调节单元201串联在供电端中性线NI和负载端中性线N2之间。曲折变压器TR为原、副边绕组匝数相同的三相绕组变压器，该变压器对零序电流是阻抗值很低的通路，将曲折变压器并联接入系统中，可使零序电流经过曲折变压器而不再通过中性线。
[0029]作为进一步的改进，本实施例中，曲折变压器的铁芯上设有测温传感器5，测温传感器5与信号放大器6相连，信号放大器6通过A/D转换电路7与中央控制单元I相连，中央控制单元与报警模块8和无线通讯模块9连接。测温传感器用于实时收集变压器温度的变化，并通过无线通讯模块即时集中到服务器监测终端，如果超过预设值，则发出警报，通知工作人员及时排除隐患。
[0030]如图2所示，曲折变压器TR与三相电压线之间连接有第一接触器KMl，第一接触器KMl具有主接触点、线圈QCl和辅助触点QBl，相应的，交流接触器KM2具有主接触点、线圈QC2和辅助触点QB2。第一接触器KMl和交流接触器KM2的主接触点用于连接或断开三相电压线与对应的器件，各主接触点和辅助触点均为常开触点。第一接触器KMl的线圈QCI和辅助触点QBl分别与中央控制单元I相连，线圈QCl的另一接线端与负载端中性线N2相连，辅助触点QBl的另一接线端与交流接触器KM2的线圈QC2相连，线圈QC2的另一端与负载端中性线N2相连。第一接触器KMl和交流接触器KM2串联形成控制回路，使第一接触器KMl和交流接触器KM2互相牵制，避免了因失误导致设备损坏或误工作。
[0031]在三相线与零序补偿单元2之间依次连接有总电源开关Kl、防雷装置M0V、缺相保护器QX和第一接触器KM1，供电端中性线NI和负载端中性线N2上设有零线开关K2，总电源开关K1、防雷装置M0V、缺相保护器QX、第一接触器KMl和零线开关K2分别与中央控制单元I相连。缺相保护器QX主要对三相电压过压、欠压、缺相、相序错进行检测，防雷装置MOV对该装置及负载侧进行防雷保护功能。
[0032]作为进一步的改进，本实用新型的装置还包括柜体，中央控制单元、负序补偿单元、零序补偿单元和谐波治理单元均安装在柜体内，安全性更高，在柜体顶部设置有散热风扇，可以通过中央控制单元进行控制，从而实现及时散热，延长使用寿命。
[0033]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.低压电能质量治理综合装置，其特征在于:包括中央控制单元、零序补偿单元、负序补偿单元和谐波治理单元，所述零序补偿单元和负序补偿单元分别与三相电压线相连，谐波治理单元设有三组LC滤波电路，三组LC滤波电路的输入端分别与三相电压线相连，三组LC滤波电路的输出端均与负载端中性线相连，每组LC滤波电路包括相连的电抗器和智能电容器； 所述零序补偿单元包括曲折变压器和阻抗动态调节单元组成，所述曲折变压器一次侧的三个输入端分别与低压配电网中的三相线相连，曲折变压器二次侧的输出端与负载端中性线相连，所述阻抗动态调节单元与中央控制单元相连； 所述曲折变压器为原、副边绕组匝数相同的三相绕组变压器，曲折变压器的铁芯上设有测温传感器，测温传感器与信号放大器相连，信号放大器通过A/D转换电路与中央控制单元相连，中央控制单元与报警模块连接； 所述低压电能质量治理综合装置还包括柜体，所述中央控制单元、负序补偿单元、零序补偿单元和谐波治理单元均安装在柜体内。2.根据权利要求1所述的低压电能质量治理综合装置，其特征在于:所述负序补偿单元包括用于分组投切补偿的三组智能电容器，三组智能电容器分别串接在三相电压线中的其中两相电压线中。3.根据权利要求1所述的低压电能质量治理综合装置，其特征在于:还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块与中央控制单元相连接。4.根据权利要求1或2或3所述的低压电能质量治理综合装置，其特征在于:所述零序补偿单元与三相电压线之间连接有第一接触器(KMl)，第一接触器(KMl)的线圈和辅助触点分别与中央控制单元相连，第一接触器(KMl)辅助触点的另一端与交流接触器(KM2)线圈一端相连，第一接触器(KMl)线圈的另一端以及交流接触器(KM2)线圈的另一端均与负载端中性线相连。5.根据权利要求1所述的低压电能质量治理综合装置，其特征在于:所述柜体顶部设置有散热风扇。
【文档编号】H02J3/01GK205509497SQ201620205479
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】邓东林
【申请人】贵州电网有限责任公司遵义供电局