一种综合节电装置的制作方法

本实用新型涉及低压成套设备领域，具体地说是一种用于低压总线上的高效综合节电装置。

背景技术：

电能是当今世界上应用最为普遍的能源方式。在电能的使用过程当中，许多供电环节和用电设备都会产生对电能的浪费，并且这些电能的浪费比重已经到了不可忽视的程度。造成电能浪费的主要原因之一是由于恶劣的电压质量即电压波形畸变，包括电压的闪变、瞬时过电压、谐波畸变、各相电压不平衡等情况；其次恶劣的电流质量，即电力电子设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。

具体主要体现在：

1、电网谐波污染，导致输电线路、变压器和电机损耗增加，浪费日趋宝贵的能源；

2、变压器、旋转电机等铁芯磁感应环流增加，大大加大电气设备发热损耗，增加功耗；加速绝缘老化，影响设备寿命；甚至发生机械谐振，旋转电机转速不稳，烧毁旋转电机；

3、电线电缆等集肤效应增大，发热损耗增加；加速绝缘老化，影响寿命；

4、电力系统继电保护误启动，误动作跳闸，拒动和损坏，常引起事故或扩大停电事故；

5、计算机、数据传送和自动控制系统数据丢失，误显示，误动作，元件损坏；

6、电能表等计量装臵误差增大，不能正确计量电能。无功补偿电力电容器组的谐波电压会加速电容器的老化，使电容器的损耗系数增大、附加损耗增加，从而容易发生故障和缩短电容器的寿命。另一方面，电容器的电容与电网的感抗组成的谐振回路的谐振频率等于或接近于某次谐波分量的频率时，就会产生谐波电流放大，使得电容器及熔断器因过热、过电压等而不能正常运行甚至烧毁；

7、大量变频器的使用后，没有足够重视变频器的使用所带来的电流谐波的污染；

8、大量晶闸管的使用后，电流谐波给供电网带来的污染；

9、大功率交流电机和众多交流电机的使用，供电电网的功率因数过低；

10、冲击性负载给供电电网造成的电压波动甚至闪变等。

如此恶劣的用电环境，直接影响到用电设备本身的使用寿命。如何根据电网或用电设备的情况，采取有效措施和合理可行的技术方案，避免或者减轻用电污染、减少电能损耗、降低线损率是供电部门和用户共同的责任。

目前，传统的节电器存在不少的缺点，比如单一性、不可靠、寿命周期短、工作不可靠性故障率高、自身损耗大，节电的同时自身又消耗掉一部分能量，再者维护维修高，出现了节电不节钱的状态。由于节电率不高，造成成本提高，成本回收周期长，存在着投入和回报的矛盾。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述缺陷提供了一种结构简单、合理，既能保护用电设备、延长使用寿命，又能节约用电量的高效综合节电装置。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于低压总线上的高效综合节电装置，包括主机模块、输入端和输出端，

输入端与低压总开关相接，输出端接各路负载；所述主机模块包括铁芯、线圈绕组组成，线圈绕组包括U、V、W相，每相绕组分别包括主线圈和副线圈，其中，副线圈包括调压线圈和一组励磁线圈，主线圈通过与调压线圈连接，实现调压，三相的调压线圈采用星形接法，三相的励磁线圈首尾折线连接。

所述的每相的主线圈为一组或多组，主线圈的出线端与调压线圈的输入端通过选择开关连接。

主机模块设置接线排Ⅰ和接线排Ⅱ，所述的每相的多个调压线圈串联绕制在铁芯柱上，每个调压线圈的输入端通过引线与接线排Ⅰ连接，三相励磁线圈的接入接出点与接线排Ⅱ连接，三相励磁线圈首尾连接。

以每相一组主线圈、三组调压线圈为例说明，三组调压线圈串接，接线排Ⅰ的每相的调压线圈接入点依次为a1、a2、a3、a4，其中a4为空接，a1接点为接入三组调压线圈、a2为接入两组调压线圈、a3为接入一组调压线圈。

该装置还包括节电用断路器Ⅰ、旁通断路器Ⅱ，断路器Ⅰ与主机模块串联，两者所在电路与断路器Ⅱ并联在输入端和输出端之间。

还包括柜体、空气冷却装置，主机模块及旁通断路器Ⅱ，节电断路器Ⅰ均设置在柜体内，柜体设置有空气冷却装置为柜体降温。

所述的空气冷却装置为柜体散热用排气风机，设置多个，安装在柜体顶部、还包括控制器、温度传感器，风机、温度传感器均与控制器连接，当检测到柜体温度超过设定温度时，控制器启动散热风机进行柜体降温，所述的控制器可采用厦门安东电子有限公司生产的型号为LU-924UAJ80001 的温度控制器及同样功能的常规温控器。

进一步地，所述的主机模块的自损率小于0.5%，所述的主机模块采用“H”级绝缘材料，可保证180℃情况下长期运行。

进一步地，所述的主机模块不含IC回路及电子装置，使用寿命长。

所述的励磁线圈绕组不与主线圈、调压线圈连接。

所述断路器Ⅰ的输出端接主线圈的进线端，主线圈的出线端与负荷柜的输入相接，整个系统串联接入供电系统，通过选择变压器上的开关选择性的连接调压线圈，变换调整调压线圈接入的匝数，实现不同调压幅度，开关选择a1,a2,a3,a4四个分别不同的位置接点，实现主线圈和调压线圈的单一连接，主线圈的出线端选择连接a1接点，a1接点表示接入三个调压线圈，a2接点为接入两个调压线圈，a3接点为接入一个调压线圈，a4为空接，主线圈不接入调压线圈，通过选择主线圈与不同的接点连接，实现对输入电压不同的调压幅度，从而确保节电系统输出跟用电设备相匹配的电压，三相的励磁线圈折线连接，减少零序电流和对谐波电压的抑制，从而达到调整三相电压电流、提高功率因数、节电的效果。

本实用新型的有益效果为：该装置能够有效地平衡各相之间的电压、电流，抑制谐波，改善用电功率因数，缩窄电压波幅，稳定启动电流等，延长设备使用寿命，减少电能浪费、节约用电量。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构示意图；

图2为主机模块线圈绕组示意图；

图3为主机模块结构示意图；

图4为本装置使用后的效果图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步描述，图1为本实用新型的一种实施例，包括主机模块1、节电断路器Ⅰ2、旁通断路器Ⅱ3、空气冷却装置4、输入端、输出端和柜体5，主机模块1、节点断路器Ⅰ2、旁通断路器Ⅱ3、空气冷却装置4安装于柜体5中，主机模块1为变压器，包括铁芯和线圈，输入端与低压总开关输出端相接，输出端接低压开关柜或各路负载。本实施例中的主机模块1的U、V、W相分别设置有主线圈和副线圈，该结构可有效地平衡各相之间的电压和电流差，抑制谐波，减少浪涌对电气设备的损害。本实施例中主机模块1自损率小于0.5%。

所述主机模块包括铁芯、线圈绕组组成，线圈绕组包括U、V、W相，每相绕组分别包括主线圈和副线圈，其中，副线圈包括调压线圈和一组励磁线圈，主线圈通过与调压线圈连接，实现调压，三相的调压线圈采用星形接法，三相的励磁线圈首尾折线连接，如图2所示，U相励磁线圈的x接点与V相的b接点连接，V相的y接点与W相的c接点连接，W相的z接点与U相的a接点连接。

所述的每相的主线圈为一组或多组，主线圈的出线端7与调压线圈的输入端通过选择开关连接。

主机模块设置接线排Ⅰ8和接线排Ⅱ9，所述的每相的多个调压线圈串联绕制在铁芯柱上，每个调压线圈的输入端通过引线与接线排Ⅰ8连接，三相励磁线圈的接入接出点与接线排Ⅱ9连接，三相励磁线圈首尾连接。

以每相一组主线圈、三组调压线圈为例说明，三组调压线圈串接，接线排Ⅰ8的每相的调压线圈接入点依次为a1、a2、a3、a4，其中a4为空接，a1接点为接入三组调压线圈、a2为接入两组调压线圈、a3为接入一组调压线圈。

该装置还包括节电用断路器Ⅰ2、旁通断路器Ⅱ3，断路器Ⅰ2与主机模块1串联，两者所在电路与断路器Ⅱ3并联在输入端和输出端之间。

所述的空气冷却装置4为柜体散热用排气风机，设置多个，安装在柜体顶部、还包括控制器、温度传感器，风机、温度传感器均与控制器连接，当检测到柜体温度超过设定温度时，控制器启动散热风机进行柜体降温，所述的控制器可采用厦门安东电子有限公司生产的型号为LU-924UAJ80001 的温度控制器及同样功能的常规温控器。

进一步地，所述的主机模块1的自损率小于0.5%，所述的主机模块1采用“H”级绝缘材料，可保证180℃情况下长期运行。

进一步地，所述的主机模块1不含IC回路及电子装置，使用寿命长。

所述的励磁线圈绕组不与主线圈、调压线圈连接。

所述断路器ⅠQF1的输出端接主线圈的进线端6，主线圈的出线端7与负荷柜的输入相接，整个系统串联接入供电系统，通过选择开关选择性的连接调压线圈，变换调整调压线圈接入的匝数，实现不同调压幅度，开关选择a1,a2,a3,a4四个分别不同的位置接点，实现主线圈和调压线圈的单一连接，主线圈的出线端7选择连接a1接点或其他接点，a1接点表示接入三个调压线圈，a2接点为接入两个调压线圈，a3接点为接入一个调压线圈，a4为空接（如图3所示），主线圈不接入调压线圈，通过选择主线圈与不同的接点连接，实现对输入电压不同的调压幅度，从而确保节电系统输出跟用电设备相匹配的电压，三相的励磁线圈折线连接，减少零序电流和对谐波电压的抑制，从而达到调整三相电压电流、提高功率因数、节电的效果。

本实用新型既能保护用电设备、延长使用寿命，又能节约用电量，具有结构简单、合理，确保设备正常运转，节能降耗的特点。

本系统运行稳定可靠，随着时间的推移，节电效果没有衰减，故障率极低，寿命长是节省的最大优势。断路器ⅠQF与断路器ⅡQF1、QF2运行时互锁，节电时QF断开，QF1、QF2闭合，节电装置的节电模块进入工作状态，处于系统节电状态，当系统故障时，QF1、QF2断开，QF闭合，系统有节电状态转入旁通状态。另外风机冷却系统在达到设定温度时，风机自动启动降温，提高系统运行的可靠性。

本实用新型要解决的技术问题就是设计的综合节电装置能够通过有效地平衡各相之间的电压、电流，抑制谐波，改善用电功率因数，缩窄电压波幅，稳定启动电流等，延长设备使用寿命，减少电能浪费、节约用电量。它有如下不可比拟的优点：1.采用最新的电磁平衡技术原理；保持稳定的电压和相应的电流；改善和提高功率因素；稳定启动电流，减少浪涌，收窄系统电流波幅；减少无功损耗；减低噪音及过滤抑制谐波；降低电网中的功率损耗和电能损失；节省效率达5% ~ 15% ；电热消耗减少。

所述的选择开关，即包括主线圈出线端的引线和接线排，引线接点与接线排Ⅰ不同的接点选择性连接，如图3所示，该选择开关选择的是空接，不与其它三组调压线圈连接。

如图4所示，使用该装置后的节电效果对比图。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本实用新型的保护范围。