专利名称：串联式谐波滤除补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供电设备制造领域，更具体的说，本实用新型是关于降低电网高 次谐波及提高电网功率因数的串联式谐波滤除补偿装置。
背景技术：
随着科学技术的不断发展特别是电力应用技术的发展纵民生产生活带来了极大 的方便，但大量的非线性负载的应用，比如中频炉，变频整流、单晶炉等，造成电网输出 的电压也跟着产生了畸变，电压信号通过傅立叶算法分解成由若干以基波频率(电网频率 在这里被称为基波频率)正整数倍的正弦分量(这种分解算法有时也被称为频域分析法)， 这些正弦分量的集合被称为谐波，其频率与基波频率的商被称为谐波次数，比如5次谐波 是指频率为电网频率5倍的正弦分量，7次、11次依此类推。而这些谐波是用肉眼看不见 耳朵听不到的但由它造成的一些莫名其妙的电力设备损坏、计量误差、变大保护装置误动 或拒动、电动机异常发热、电脑异常工作或复位等等是我们能亲身感受到的，当出现了这 些现象后，说明电网的谐波污染已到了非要治理不可的地步，目前在治理电网谐波方面， 从纯技术角度来看主要有有源滤波方案、无源滤波方案和有源加无源虑波方案，其中有源 滤波方案的优点主要体现在适应能力强，对系统阻抗变化不敏感，工作参数没有温漂等现 象；而无源滤波方案则具有造价低、容量大、维护费用低的优点。中国专利局于2007年12月沈日公告了一份CN200997530Y号文献，名称为一种 无源型电力滤波装置，该装置包括滤波电抗器、滤波电容器，滤波电抗器与滤波电容器串 联，滤波电容器或滤波电抗器接在母线上，滤波电抗器的底部设有支撑的绝缘子；滤波电 抗器的底下空间设有线圈或铁磁物质，线圈或铁磁物质固定在位移移动装置上。该装置的 缺点是滤波电抗器与滤波电容器串联连接，并与负载并联连接，当功率因数提高到0. 99左 右时，容易引起电网系统谐振。
发明内容本实用新型为解决现有技术中存在的无源电力滤波装置容易引起电网系统谐振 的缺点，提供了一种不会发生过载；不与系统谐振的串联式谐波滤除补偿装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括壳体及安装在 壳体内的三相电抗器、滤波电容器、主回路接触器及检测装置，三相电抗器包括并联并且绕 制在同一铁芯上的隔离线圈及滤波线圈，三相电抗器串联连接在电网与负载之间，滤波电 容器与负载并联连接，主回路接触器包括进线端接触器，进线端接触器连接在三相电抗器 的进线端，检测装置连接在负载端。三相电抗器中的隔离线圈的阻抗特性为低基波阻抗，一 定值的谐波阻抗；滤波线圈的阻抗特性为高基波阻抗，低谐波阻抗；基波电流可以高效的 通过隔离线圈向负荷供电，而负荷的反馈的谐波经过滤波线圈和隔离线圈、系统阻抗分流 之后大部分流入滤波线圈，从而实现谐波滤除；由于三相电抗器串联连接在电网与负载之 间，滤波效果不受系统参数影响，无谐振隐患；不吸收上游谐波电流，不会发生过载；不与系统谐振，提高了电网稳定性。作为优选，三相电抗器为模块化整体组合式电抗器。整体组合式电抗器即模块化 设计，对应于不同的负载容量，可以由不同数量的模块化电抗器组合而成，有利于规模化生 产，降低成本。作为优选，滤波电容器分为两组，其中一组的电容容量是另一组的电容容量的两 倍，两组滤波电容器分别串联连接有接触器。将滤波电容器分为两组，根据负载的功率因数 大小进行切换，具有操作简单，滤波效果好的优点。作为优选，两组滤波电容器分别串联连接有热保护继电器。热保护继电器可以增 加滤波电容的工作可靠性。作为优选，主回路接触器包括出线端接触器和旁路接触器，出线端接触器连接在 三相电抗器的出线端，旁路接触器的一端连接在进线端接触器的进线端，旁路接触器的另 一端连接在出线端接触器的出线端。当滤波补偿装置正常工作时，旁路接触器断开，进线端 接触器和出线端接触器合上；当滤波补偿装置出现故障需切除时，将进线端接触器和出线 端接触器断开，旁路接触器合上，可以保证负载的供电，具有接线和安装简单、可靠性高的 优点。作为优选，检测装置包括电流互感器和电压互感器，电流互感器与负载串联连接， 电压互感器与负载并联连接。通过电流互感器和电压互感器可以检测负载的功率因数，从 而控制滤波电容器的切换，提高滤波质量，具有可靠性高的优点。本实用新型的有益效果是将三相电抗器串联连接在电网与负载之间，而滤波电 容器与负载并联，消除了滤波补偿装置与负载容易产生谐振的缺点，提高了电网的稳定性， 旁路接触器可以使滤波补偿装置出现故障时可以切除滤波补偿装置同时又能对负载供电， 增加了设备可靠性；三相电抗器的模块化设计，降低了设备成本。
图1是本实用新型串联式谐波滤除补偿装置的一种系统接线示意图；图2是电抗器的结构示意图。图中1.外壳。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说 明。实施例本实施例的串联式谐波滤除补偿装置，参见图1，包括三相电抗器L、滤波电容器 C、进线端接触器KMl、出线端接触器KM2、旁路接触器KM3、控制电容器C投切的接触器KM4、 KM5、热保护继电器FR1、FR2，进线端接触器KMl的进线端通过断路器QF与电网相连，进线 端接触器KMl的出线端与三相电抗器L、出线端接触器KM2串联后与负载FZ相连，旁路接触 器KM3的进线端连接在进线端接触器KMl的进线端，旁路接触器KM3的出线端连接在出线 端接触器KM2的出线端，滤波电容器C被分为两组分别并联连接在出线端接触器KM2的进 线端，其中一组滤波电容器C的容量是另一组滤波电容器C容量的两倍；每个滤波电容器C都与一个熔断器RF串联连接，两组滤波电容器C分别与接触器KM4、接触器KM5相连，接触 器KM4、接触器KM5分别与热保护继电器FR1、FR2相连，在出线端接触器KM2的出线端与负 载之间的母线上安装有电流互感器TA、电压互感器TQ，用以检测负载FZ —侧的功率因数。参见图2，三相电抗器L为模块化整体组合式结构，在每个模块化整体组合式结构 内有一个铁芯，在铁芯上并联绕制了隔离线圈和滤波线圈，本实施例中由三个三相电抗器L 组合而成，三相电抗器L及其它电气元件安装在外壳1内。当滤波补偿装置正常使用时，将断路器QF合上，进线端接触器KM1、出线端接触器 KM2合上，旁路接触器KM3保持断开，负载FZ通电，通过电流互感器TA、电压互感器TQ检测 负载FZ —侧母线上的功率因数，根据功率因数的大小，进行滤波电容器C的投切，当功率因 数低于0. 92时，首先将接触器KM4合上，将电容量较小的一组滤波电容器C投入，若功率因 数仍然较低，则接触器KM4断开，接触器KM5合上，将电容量较大的一组滤波电容器C投入， 若功率因数还是较低，则再将接触器KM4合上，将两组滤波电容器C同时投入，滤波电容器C 及三相电抗器L共同对负载FZ产生的高次谐波进行滤波，使之不会污染电网，同时进行功 率因数的补偿；若功率因数太高，则逐步切除滤波电容器C，在此不再赘述。熔断器RF对滤波电容器C进行短路保护，热保护继电器FR1、FR2为滤波电容器C 进行过载保护及缺相保护。当滤波补偿装置不能正常使用时，将断路器QF合上，进线端接触器KM1、出线端接 触器KM2保持断开，旁路接触器KM3合上，电网还能对负载FZ供电，但功率因数补偿及高次 谐波滤波的功能不再存在，只能作为临时的使用。以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种串联式谐波滤除补偿装置，包括壳体及安装在壳体内的三相电抗器、滤波电容 器、主回路接触器及检测装置，其特征在于所述三相电抗器包括并联并且绕制在同一铁芯 上的隔离线圈及滤波线圈，所述三相电抗器串联连接在电网与负载之间，所述滤波电容器 与所述负载并联连接，所述主回路接触器包括进线端接触器，所述进线端接触器连接在所 述三相电抗器的进线端，所述检测装置连接在所述负载端。
2.根据权利要求1所述的串联式谐波滤除补偿装置，其特征在于所述三相电抗器为 模块化整体组合式电抗器。
3.根据权利要求1或2所述的串联式谐波滤除补偿装置，其特征在于所述滤波电容 器分为两组，其中一组的电容容量是另一组的电容容量的两倍，所述两组滤波电容器分别 串联连接有接触器。
4.根据权利要求3所述的串联式谐波滤除补偿装置，其特征在于所述两组滤波电容 器分别串联连接有热保护继电器。
5.根据权利要求1或2所述的串联式谐波滤除补偿装置，其特征在于所述主回路接 触器还包括出线端接触器和旁路接触器，所述出线端接触器连接在所述三相电抗器的出线 端，所述旁路接触器的一端连接在所述进线端接触器的进线端，所述旁路接触器的另一端 连接在所述出线端接触器的出线端。
6.根据权利要求1或2所述的串联式谐波滤除补偿装置，其特征在于所述检测装置 包括电流互感器和电压互感器，所述电流互感器与所述负载串联连接，所述电压互感器与 所述负载并联连接。
专利摘要本实用新型涉及串联式谐波滤除补偿装置，目的是提供一种不会发生过载；不与系统谐振的串联式谐波滤除补偿装置。包括壳体及安装在壳体内的三相电抗器、滤波电容器、主回路接触器及检测装置，三相电抗器包括并联并且绕制在同一铁芯上的隔离线圈及滤波线圈，三相电抗器串联连接在电网与负载之间，滤波电容器与负载并联连接，主回路接触器包括进线端接触器，进线端接触器连接在三相电抗器的进线端，检测装置连接在负载端。将三相电抗器串联连接在电网与负载之间，而滤波电容器与负载并联，消除了滤波补偿装置与负载容易产生谐振的缺点，提高了电网的稳定性；三相电抗器的模块化设计，降低了设备成本。
文档编号H02J3/18GK201937268SQ20112005126
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者陈锡忠 申请人:宁波中睿电气有限公司