电效提升系统的制作方法

文档序号:11321478阅读:146来源:国知局

本实用新型涉及电力系统技术领域,特别涉及一种电效提升系统。



背景技术:

由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统,包括发电系统、输电、变电和配电系统。其中,从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向用电设备分配电能的一个电力网络系统。

半导体电子工业的迅猛发展导致了大量精密设备的诞生,这使更快速、更高效、生产率更高的设备生产成为可能,因为这能给电力供应公司、生产企业带来更多的方便与收益。然而,这些设备与过去粗笨的设备相比,对电能质量要求更高、更加敏感。

同时这些设备又导致交流电流和电压稳态波形的畸变。

电力公司为改善功率因数而大量使用电容器组;工矿企业为提高系统的可靠性和效率而广泛使用电力电子变流器。而这两者几乎是并行的。变速传动和电力电子设备是某些不希望出现的现象的根源,这些设备与功率因数校正电容器组的相互作用导致了畸变电压和电流的放大效应。

这些技术与措施客观上提高了生产率,却导致了电能效率的降低,增加系统附加损耗、产生三相不平衡,甚至可能导致系统谐振,引发安全问题。

配电系统包括系统前端、设备侧以及动力段。系统前端包括总进线至配电变压器之前的母线,设备侧包括配电末端的机台设备,动力段包括公共辅助设备及生产设备,如循环水,电梯,通风排烟等。目前节能的方法就是在设备侧对具体的用电设备进行改造。例如采用变频技术解决电机的容量级差问题以实现节能,又如采用LED灯代替普通灯泡和节能灯,或采用SVC或SVG补充无功,或使用滤波器消除谐波。



技术实现要素:

电能效率的提升或电能质量的提高,牵涉多个子系统,也包括多种干扰类型的处理。电能质量和电能效率的提升已发展成为一种笼统的概念,各种归入该笼统概念之下的这些问题都不是新出现的。新的变化是工程师们试图利用系统的途径去分析这些问题,而不是独立对待各种问题。

配电系统数据的多维属性研究是探讨如何将哪些属性与数据进行映射,只有由这些多维属性数据组成的数据库,才能使电效提升方案的优化设计成为现实。这决定了电效提升工程是一项技术决策复杂、充满挑战和变数的系统工程,单一的节电技术无法使一个综合用电系统真正达到整体降低单产电能消耗,只有通过完整地对系统进行电能效率提升,才能根本解决一个综合用电环境的附加能耗问题,反之可能会带来副作用。

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的电能使用效率低的不足,提供一种电效提升系统,可用于提升配电系统的电能使用效率。

为了实现上述实用新型目的,本实用新型实施例提供了以下技术方案:

一种电效提升系统,包括系统前端,所述系统前端包括总进线至配电变压器之前的母线,所述系统前端设置有第一电效设备,用于屏蔽外网电磁干扰。

较优地,上述电效提升系统中,所述第一电效设备为3kV、6kV或10kV的高压设备。上述高压设备是半导体浪涌瞬变吸收管理器件,同时装备有高密度集成的半导体可控制高速储/放电能模块,既能高效、安全、快速地处理电网中的瞬流和浪涌,又能快速处理动态运行过程中能够触发电磁谐振微小电磁波动参量,在电力品质方面解决问题。而针对单一设备的节能技术,几乎不能处理这一部分。而其他节能技术,几乎不会处理这一部分。

一种电效提升系统,包括动力段,所述动力段包括公共辅助设备及生产设备,所述动力段设置有第二电效设备。

较优地,上述电效提升系统中,所述第二电效设备为滤波装置、动态无功微补偿装置、防浪涌设备、电磁平衡设备的一种或多种。相对于采用传统器件设计的系统保护类设备只能以某一固定钳位电压的“守株待兔”式静态工作模式,浪涌瞬变的能量不能被完全吸收,大量残留可顺利通过抑制器件,继续在电网中传播。这将导致系统额外的附加损耗,甚至破坏设备绝缘。第二电效设备采用纳米器件,其优异性能确保以动态工作模式吸收,根据电网浪涌瞬变的幅度、波形和频谱自适应调整参数,实现无残留,无疏漏的理想性能。

较优地,上述电效提升系统中,还包括系统前端,所述系统前端为总进线至配电变压器之前的母线,所述系统前端设置有第一电效设备,用于屏蔽外网电磁干扰。针对配电系统进行多级布控,相比于单一设备,或某一个目标之节能或技术改造,可以进一步提升电能效率。

一种电效提升系统,包括设备侧,所述设备侧包括配电末端的机台设备,所述设备侧设置有第三电效设备。

较优地,上述电效提升系统中,所述第三电效设备为滤波装置、动态无功微补偿装置、防浪涌设备、电磁平衡设备中的一种或多种。针对不同的应用工况,可能导致系统附加能耗增加的原因不尽相同,因此需要采用的电效提升设备可能不同,根据不同的原因定制设计方案,采用相应的电效提升设备,更具有针对性,电效提升效果更好。

较优地,上述电效提升系统中,还包括动力段,所述动力段包括公共辅助设备和生产设备,所述动力段设置有第二电效设备。

较优地,上述电效提升系统中,还包括系统前端,所述系统前端为总进线至配电变压器之前的母线,所述系统前端设置有第一电效设备,用于屏蔽外网电磁干扰。

随着电子技术、电力电子技术、信息技术的的高速发展以及现代网络规模日渐广大,智能化发展,复杂性不断提高。单一的电能技术无法使一个综合用电系统真正达到整体降低单产电能消耗,也无法使现有的电能环境确保安全无虞。完整地对系统进行电能效率提升和安全改造,才能根本解决一个综合用电环境的电磁兼容性、降低系统附加能耗的问题。这是一个综合性问题。

与现有技术相比,本实用新型提供的电效提升系统,采用多级布控,针对性的提出应对各种复杂设备、复杂工况和工艺流程解决方案,从而达到一体化电效提升的目的。

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为本实用新型实施例提供的电效提升系统的结构示意图。

主要元件符号说明

变压器端100;分配段200;用电设备侧300;第一电效设备400;第二电效设备500;第三电效设备600。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1示出了本实施例提供的电效提升系统的组成结构,请参阅图1,本实施例中提供的电效提升系统包括系统前端100、设备侧300以及位于系统前端100和设备侧300之间的动力段200,系统前端100为总进线至配电变压器之前的母线,设备侧300包括配电末端的机台设备,如空调、办公电脑、风机、照明灯、仪器设备等等,动力段200包括公共辅助设备及生产设备,动力段200的前段设置有电容器组,用以进行无功补偿,动力段200包括生产保障设备,如输电线缆、控制设备。

作为一个实施例,系统前端100设置有第一电效设备400,用于屏蔽外网电磁干扰,可用于需要高压驱动的工矿环境中。

作为另一个实施例,动力段200设置有第二电效设备500。

在本另一个实施例中,作为进一步优化的方案,系统前端100设置有第一电效设备400。在动力段和系统前端均设置电效设备,删掉可以降低系统前端和动力段产生的电磁污染,提高电效。

作为又一个实施例,设备侧300设置有第三电效设备600。

在本又一个实施例中,作为进一步优化的方案,动力段200设置有第二电效设备500。在动力段和设备侧均设置电效设备,至少可以降低动力段和设备侧产生的电磁污染,提高电效。

在本又一个实施例中,作为进一步优化的方案,系统前端100设置有第一电效设备400。具体实现时,第一电效设备、第二电效设备、第三电效设备可以并可能会根据需要分别设置在系统前端、动力段、设备侧的不同位置。

在设备侧、动力段和系统前端均设置电效设备,多级布控,针对性的提出应对各种复杂设备、复杂工况和工艺流程的解决方案,从而达到一体化电效提升的目的。

作为再一个实施例,设备侧300设置有第三电效设备600。系统前端100设置有第一电效设备400,用于屏蔽外网电磁干扰。

作为可实施例方式的举例,第一电效设备400可以是3kV、6kV或10kV的高压设备,例如HyperSaver等设备,其具有高密度集成的半导体可控制高速储/放电能模块,能快速处理动态运行过程中能够触发电磁谐振的,持续稳定频率周期较长的那些微小电磁波动参量,通过改变这些参量的相位或周期,化解谐振诱导因素,避免谐波、动力波、电磁脉动共振引起的系统自毁,保护末端设备不受影响或损坏,并减少由此引起的用电设备的能耗增加状况,提升设备的运行效率,对外,起屏蔽外网电磁扰动的作用,对外为分配级和终端级处理系统中成组的动力设备能效提升打下基础。

作为可实施例方式的举例,第二电效设备500可以是滤波装置、动态无功微补偿装置、防浪涌设备、电磁平衡设备中的一种或多种。

综合用电环境下,多种用电支路工作在同一电网中会引发电磁共振和外部的部分浪涌冲击。电力系统中包含大量的容性和感性设备器件,在大系统运行过程中,既造成大量谐波的产生,同时又因为系统内某些支路动力源的启停和负载波动,引发冲击性的浪涌,加之系统内部各自寄生的固有频率系数,动态运行的电能环境很容易激发谐波、浪涌或谐振,由此还可能造成电器设备或器件的早衰和损毁。

谐波和动力波会通过用电网络对电路周而复始的冲击,形成运行电路中大量无用磁流,使整个系统电力品质变差,趋肤效应骤显,电力网络温度升高,铁损铜损严重,同时也造成变压器损耗增大,动力波和扰动电量叠加,致使电流偏离正常的正弦波形,会造成电路感应阻抗增加,致使设备和电路的温度高于正常值,形成不易发觉的“电炉效应”,这些无用的电能消耗不仅占用了电路资源,还大大降低了整个系统运行效率。同时,这些有害电量通过供电线路感应到整个电力网络,不仅造成电流波形畸变,干扰动力系统的正常运转,最严重时会在某些特定状态下形成随机性谐振,造成瞬态高压放电,致使设备上的控制电路工作在误码和易损的不良运行环境中状态,情况严重时会造成电器元件或电能设备损坏。

采用传统器件设计(基于TVSS)的系统保护类设备只能以某一固定钳位电压的“守株待兔”式静态工作模式,浪涌瞬变的能量不能被完全吸收,大量残留能顺利通过抑制器件,继续在电网中传播。浪涌和瞬变仍将威胁设备安全,消耗电能。第二电效系列设备中高能模块采用纳米器件,其优异性能确保以动态工作模式吸收,根据电网浪涌瞬变的幅度、波形和频谱自适应调整参数,实现无残留,无疏漏的理想性能。

作为可实施方式的举例,第三电效设备600可以是防浪涌设备、滤波装置、动态无功微补偿装置、谐波处理装置中的一种或多种设备的组合。根据负载性质、设备运行特征及其电子器件的调制原理,可以在设备侧安装上述电效设备,防止谐波或浪涌等污染流入网内引发更多更严重的电磁污染。

上述各个实施例中涉及的第一电效设备、第二电效设备、第三电效设备均是指用于提高电能使用效率的设备。上述作为可实施方式举例列出的各种电效设备,可以自行设计,也可以直接购买市面上的成熟产品。

目前的配电系统,采用变频技术,一定程度上能达到节能的效果,但是也存在严重的缺陷。首先,变频器晶闸管调制过程中会产生谐波污染;其次设备的变负载运行,对配电网络造成不断的冲击,使得线缆产生集肤效应;也使得设备温度升高(电机温升一般增加20%左右),抵消了节能效果,同时大大缩短了设备的使用寿命;

随着节能概念的深入,越来越多的人接受LED。LED电源部分使用整流或PWM技术,都会产生谐波。而LED灯珠在工艺上的一致性,会引发局部谐振。而传统的消谐设备对于现代的配电环境及丰富的谐波频谱已不能满足性价比这一基本要求。而本实施例中,设备侧300,采用高能模块或设法破坏谐振条件的方式,相比于现有技术,本实施例中所述方案可以更好地降低电力污染,提升电能使用效率。

本实用新型的电效提升系统可以消除变压器及配电系统的附加损耗,消除引发由于浪涌、瞬变、或设备通断与变负载运行而引发以及冲击型负荷的投切引发的系统谐振;是对需要的回路或设备进行动态无功补偿,可以提高功率因数、减少线损,使设备侧电压稳定,保证用电设备的正常运行;具有抑制浪涌与瞬变、梳整畸变波形、动态无功补偿、消除系统谐波的功能,不衍生副作用或造成新的污染;综合电能指标(附加损耗降低、电器耗材下降、故障维修率下降等)具有非常高的性价比。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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