一种新型零序谐波治理装置及系统的制作方法

本实用新型属于电力系统设备技术领域，涉及一种新型零序谐波治理装置及系统。

背景技术：

谐波存在电力系统已经很多年了，但是，近年来这个问题由于出现的以下两种趋势而变得更加严重，一种是：为改善系统功率因数而大量装设电容器组；另一种是：随着电力电子技术的不断发展，为了提高系统的可靠性和效率而广泛采用电力电子变流器，如LED灯、节能灯、调光器、UPS、电子医疗设备、科学实验设备、计算机、微波炉、手机充电器等单相非线性负荷。这些设备在工作过程中会产生谐波电流，其中3次谐波的危害尤其严重：增加系统能耗、中性线过热、加速电缆老化、导致火灾；谐波集肤效应严重，导致断路器频繁跳闸，噪音增大；导致变压器过热，缩短变压器的寿命，降低变压器的使用裕度；谐波通过感性耦合干扰医疗电子精密设备正常运行。在3次谐波导致的各种危害当中，中性线过热的问题最为严重。中性线过热往往是现代建筑物中的火灾隐患。但目前的谐波滤波器一般只针对相线中的谐波进行滤除，不能很好的对中性线中的零序谐波进行滤除，影响设备的正常使用。

技术实现要素：

本实用新型提出一种新型零序谐波治理装置及系统，解决了现有技术中谐波滤波器一般只针对相线中的谐波进行滤除，不能很好的对中性线中的零序谐波进行滤除，影响设备的正常使用的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种新型零序谐波治理装置，包括与三相线和中性线星型连接的第一滤波通道和与中性线连接的第二滤波通道，所述第一滤波通道与所述第二滤波通道并联，

所述第一滤波通道包括依次串联的接触器、热继电器、电抗器和电容器，

所述第二滤波通道包括相互并联的电抗器和电容器，

所述第一滤波通道与所述相线的进线端或出线端之间、所述第二滤波通道与所述中性线的进线端或出线端之间均依次连接有电流表和断路器，

所述电容器上设置有光纤传感器、湿度传感器和振动传感器，

所述电抗器上设置有噪声传感器、磁场强度传感器和红外热像仪，

所述光纤传感器、所述湿度传感器、所述振动传感器、所述噪声传感器、所述磁场强度传感器和所述红外热像仪均与监测单元连接，

所述监测单元与控制器连接，所述控制器与显示单元、除湿单元、温控单元和报警单元均连接。

作为进一步的技术方案，还包括启动开关，所述启动开关一端与所述三相线中的一个相线连接，另一端与所述接触器、所述热继电器、所述中性线依次连接。

作为进一步的技术方案，所述中性线和所述三相线上均设置有电能质量监测仪，所述电能质量监测仪与所述监测单元连接。

作为进一步的技术方案，所述控制器还与存储单元连接。

作为进一步的技术方案，所述三相线和所述中性线上还设置有过载保护单元和过流保护单元。

作为进一步的技术方案，所述报警单元单独设置或者与所述显示单元一体式设置。

一种新型零序谐波治理系统，包括变压器、终端和权利要求～任一项所述的新型零序谐波治理装置，所述变压器二次侧三相线分别与所述终端和所述新型零序谐波治理装置连接，所述变压器二次侧中性线与所述新型零序谐波治理装置和所述终端依次连接。

作为进一步的技术方案，所述新型零序谐波治理装置和所述终端之间还设置有无功补偿模块。

本实用新型使用原理及有益效果为：

1、本实用新型设计了一种新型零序谐波治理装置可同时减少相线和中性线上零序谐波的含量，大大降低中性线上的运行电流，有效改善中性线运行环境。该装置设置了与每一个相线(A、B、C)分别连接的第一滤波电路(L-C滤波通道)，和与中性线(N)连接的第二滤波通道。其中第一滤波电路中设置了相互串联的电抗器(L1～3)和电容器(C1～3)，第二滤波通道中设置了相互并联的电抗器(L4)和电容器(C4)。使用时可根据需要调节第一滤波电路和第二滤波通道中的电感(L)值和电容(C)值，使得第一滤波电路对3次谐波呈现低阻抗，以达到滤除3次谐波的目的；第二滤波通道对3次谐波呈现高阻抗，以达到阻断3次谐波流通目的。其中三个第一滤波电路采用星型连接后其交点与中性线上的第二滤波通道并联。

另外，第一滤波电路与相线的进线端或出线端之间、第二滤波通道与中性线的进线端或出线端之间均依次连接有电流表和断路器(QF)，电流表的设置使得用户可通过观看电流表上的数字查看装置的滤波效果，断路器的设置增加了线路本身的过载、短路和欠电压保护功能，可有效保护线路和电源的使用安全。

除此之外，本实用新型在新型零序谐波治理装置中的易损件电容器和电抗器上设置了相关数据的监测装置，如电容器上设置了光纤传感器、湿度传感器和振动传感器，可分别对电容器的温度、湿度和振动频率进行实时监测；电抗器上设置了噪声传感器、磁场强度传感器和红外热像仪，可分别对电抗器工作时所产生噪音、磁场、各部分的温度变化情况进行实时监测。使用时，这些监测数据可通过监测单元实时传送至控制器，由控制器对所监测的数据进行分析比对，并根据分析结果，控制相关装置工作，如温度过高时控制温控单元对设备进行降温，湿度过大时控制除湿单元工作，电容器或电抗器工作异常通过报警单元进行报警，提醒用户及时维修，并将故障点及原因在显示单元显示出来，方便用户快速发现问题，提高用户的维修效率，保证工作的正常进行。

本实用新型所介绍的新型零序谐波治理装置构思新颖，结构紧凑，体积小，制造成本低，选型容易，一套装置类似一个元件，且使用过程中功率损耗很低，实现了同类产品中无法解决的技术问题。

2、本实用新型中性线和三相线上还设置了电能质量监测仪，电能质量监测仪的设置实现了线路中电压、电流的实时监控，与监测单元连接，使得新型零序谐波治理装置可实时监测的数据更加全面、具体，使得控制器可根据多组数据更加准确、及时的分析出相关线路中的异常或潜在危险，及时发出警报信号，提醒用户及时对相关部件或装置进行维修或更换，保证设备使用的安全性和使用性能的稳定性。

3、本实用新型控制器还与存储单元连接，使得控制器可随时将设备运行情况进行存储，便于用户后期对相关数据进行查询，以了解设备工作性能的稳定度，进而及时发现设备不足对相关部件进行更换或维修。这一设置大大提高了设备的智能化和检修效率，节省了工作时间，设置科学合理。

4、本实用新型改变了新型零序谐波治理装置设置在变压器二次侧的固有模式，将其安装在终端负荷处，这一设置使得线路中的电流在通过一种新型零序谐波治理装置滤波后直接用于终端供电，避免了经一种新型零序谐波治理装置滤波后的电流在长距离传输过程中产生新的谐波对终端造成损伤，保证了终端的使用寿命，设置合理。

5、本实用新型在新型零序谐波治理装置和终端之间增设了无功补偿模块，使得谐波治理系统集成了零序滤波、无功补偿两大功能，一种新型零序谐波治理装置将线路中的零序谐波电流降低到一定程度；无功补偿模块对其进行实时动态补偿；进一步减少电网的损耗，有效地保证了配网的电能质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中控制结构框线示意图；

图3为本实用新型中新型零序谐波治理系统结构示意图；

图中：1-一种新型零序谐波治理装置，11-控制器，12-第二滤波通道，13-光纤传感器，14-电流表，15-断路器，16-电能质量监测仪，17-第一滤波通道，171-接触器，172-中间继电器，173-电抗器，174-电容器，18-存储单元，19-显示单元，110-温控单元，111-报警单元，112-湿度传感器，113-振动传感器，114-噪声传感器，115-磁场强度传感器，116-红外热像仪，117-监测单元，118-除湿单元，119-启动开关，2-变压器，3-终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1～3所示，本实用新型提出的一种新型零序谐波治理装置，包括与三相线和中性线星型连接的第一滤波通道17和与中性线连接的第二滤波通道12，第一滤波通道17与第二滤波通道12并联，

第一滤波通道17包括依次串联的接触器171、热继电器172、电抗器173和电容器174，

第二滤波通道12包括相互并联的电抗器173和电容器174，

第一滤波通道17与相线的进线端或出线端之间、第二滤波通道12与中性线的进线端或出线端之间均依次连接有电流表14和断路器15，

电容器174上设置有光纤传感器13、湿度传感器112和振动传感器113，

电抗器173上设置有噪声传感器114、磁场强度传感器115和红外热像仪116，

光纤传感器13、湿度传感器112、振动传感器113、噪声传感器114、磁场强度传感器115和红外热像仪116均与监测单元117连接，

监测单元117与控制器11连接，控制器11与显示单元19、除湿单元118、温控单元110和报警单元111均连接。

本实用新型设计了一种新型零序谐波治理装置可同时减少相线和中性线上零序谐波的含量，大大降低中性线上的运行电流，有效改善中性线运行环境。该装置设置了与每一个相线(A、B、C)分别连接的第一滤波通道17(L-C滤波通道)，和与中性线(N)连接的第二滤波通道12。其中第一滤波通道17中设置了相互串联的电抗器173(L1～3)和电容器174(C1～3)，第二滤波通道12中设置了相互并联的电抗器173(L4)和电容器174(C4)。使用时可根据需要调节第一滤波通道17和第二滤波通道12中的电感(L)值和电容(C)值，使得第一滤波通道17对3次谐波呈现低阻抗，以达到滤除3次谐波的目的；第二滤波通道12对3次谐波呈现高阻抗，以达到阻断3次谐波流通目的。其中三个第一滤波通道17采用星型连接后其交点与中性线上的第二滤波通道12并联。

另外，第一滤波通道17与相线的进线端或出线端之间、第二滤波通道12与中性线的进线端或出线端之间均依次连接有电流表14和断路器15(QF)，电流表14的设置使得用户可通过观看电流表14上的数字查看装置的滤波效果，断路器15的设置增加了线路本身的过载、短路和欠电压保护功能，可有效保护线路和电源的使用安全。

除此之外，本实用新型在新型零序谐波治理装置中的易损件电容器174和电抗器173上设置了相关数据的监测装置，如电容器174上设置了光纤传感器13、湿度传感器112和振动传感器113，可分别对电容器174的温度、湿度和振动频率进行实时监测；电抗器173上设置了噪声传感器114、磁场强度传感器115和红外热像仪116，可分别对电抗器173工作时所产生噪音、磁场、各部分的温度变化情况进行实时监测。使用时，这些监测数据可通过监测单元117实时传送至控制器11，由控制器11对所监测的数据进行分析比对，并根据分析结果，控制相关装置工作，如温度过高时控制温控单元110对设备进行降温，湿度过大时控制除湿单元118工作，电容器174或电抗器173工作异常通过报警单元111进行报警，提醒用户及时维修，并将故障点及原因在显示单元19显示出来，方便用户快速发现问题，提高用户的维修效率，保证工作的正常进行。

本实用新型所介绍的新型零序谐波治理装置构思新颖，结构紧凑，体积小，制造成本低，选型容易，一套装置类似一个元件，且使用过程中功率损耗很低，实现了同类产品中无法解决的技术问题。

进一步，还包括启动开关119，启动开关119一端与三相线中的一个相线连接，另一端与接触器171、热继电器172和中性线依次连接。

本实用新型还设置了与三相线中的一个相线和中性线相连接的启动开关119，并且在启动开关119和中性线之间设置了接触器171(KM)、热继电器172(KA)，这一设置有效提高了零序谐波治理装置各部件的启动时的安全性。

进一步，中性线和三相线上均设置有电能质量监测仪16，电能质量监测仪16与监测单元117连接。

中性线和三相线上还设置了电能质量监测仪16，电能质量监测仪16的设置实现了线路中电压、电流的实时监控，与监测单元117连接，使得新型零序谐波治理装置可实时监测的数据更加全面、具体，使得控制器11可根据多组数据更加准确、及时的分析出相关线路中的异常或潜在危险，及时发出警报信号，提醒用户及时对相关部件或装置进行维修或更换，保证设备使用的安全性和使用性能的稳定性。

进一步，控制器11还与存储单元18连接。

控制器11还与存储单元18连接，使得控制器11可随时将设备运行情况进行存储，便于用户后期对相关数据进行查询，以了解设备工作性能的稳定度，进而及时发现设备不足对相关部件进行更换或维修。这一设置大大提高了设备的智能化和检修效率，节省了工作时间，设置科学合理。

进一步，三相线和中性线上还设置有过载保护单元和过流保护单元。

过载保护单元和过流保护单元(图中未示出)保证了装置使用性能的稳定性和安全性，符合用户的使用需求，设置科学、合理。

进一步，报警单元111单独设置或者与显示单元19一体式设置。

一种新型零序谐波治理系统，包括变压器2、终端3和权利要求1～6任一项的新型零序谐波治理装置1，变压器2二次侧三相线分别与终端3和新型零序谐波治理装置1连接，变压器2二次侧中性线与新型零序谐波治理装置1和终端3依次连接。

本实用新型改变了一种新型零序谐波治理装置1设置在变压器2二次侧的固有模式，将其安装在终端3负荷处，这一设置使得线路中的电流在通过一种新型零序谐波治理装置1滤波后直接用于终端3供电，避免了经一种新型零序谐波治理装置1滤波后的电流在长距离传输过程中产生新的谐波对终端3造成损伤，保证了终端3的使用寿命，设置合理。

进一步，新型零序谐波治理装置1和终端3之间还设置有无功补偿模块。

本实用新型在一种新型零序谐波治理装置1和终端3之间增设了无功补偿模块，使得谐波治理系统集成了零序滤波、无功补偿两大功能，一种新型零序谐波治理装置1将线路中的零序谐波电流降低到一定程度；无功补偿模块对其进行实时动态补偿；进一步减少电网的损耗，有效地保证了配网的电能质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。