一種啟閉機節電裝置的製作方法
2023-12-12 04:05:42 2
專利名稱：一種啟閉機節電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種啟閉機電裝置，特別涉及用濾波器對電網進行濾波、消諧、減小浪湧和改善功率因數，用變頻方式進行智能調速，為啟閉機提供穩定、節約的動力電源。
背景技術：
船閘動力節能的主要研究內容是控制諧波電流、諧波電壓的畸變率。隨著江蘇航運業務的不斷提升，船舶過閘頻率不斷加快，導致用於船閘驅動的鼠籠式交流感應電機啟停頻繁，加上船閘閘閥門的啟閉過程採用變頻技術和PID控制，給船閘電網產生大量的諧波電流。 瞬流是交流正弦波電路上電流與電壓的一種瞬時態的畸變。瞬變、浪湧、諧波為主要的表現形式。瞬變、浪湧和諧波產生的來源主要有兩個方面一是環境的。雷電感應電壓、輸變電站大型開關的閉合、附近大型負載的起停，都會伴隨有瞬變進入到用電系統。環境因素產生的瞬變佔一個系統瞬變總量的20%-30% ;二是用電系統內部產生的，它佔一個系統瞬變總量的70%-80%。任何負載的起停和運行都會產生大量的瞬變、浪湧和諧波，再反饋到本身的用電系統中。電弧放電也是瞬變的一個主要來源。它可能是由不良和鬆動的電氣連接引起，或由老舊的不乾淨的電刷引起。而整個系統產生出的大量的、無時不在的瞬變、浪湧和諧波，通過設備線路擴散，反饋到電網中，影響到整個系統。大量的科學研究已經證明，瞬流使一個用電系統的電耗增加的方式有三種系統效率下降。對於變壓器而言，瞬變、浪湧和諧波將使變壓器效率降低10%_30%。電機溫度升高。電機的溫升是由於瞬流使電感性負載電流損失增加和銅損提高而造成，由於瞬流高壓的衝擊，多餘的電能轉換成熱能，因而使電機的運行溫度上升。電機溫度每上升一度，大約增加4%的電耗。電錶轉速加快。驅動電度表錶盤的同時性力矩的大小,取決於電路中同時性的線電壓與線電流的大小。由於瞬流是突髮式的過壓，它會導致作用於電度盤上的同時性力矩突然發生變化，從而導致電錶轉速加快。其結果，它會導致電度表對一個系統總的用電量的過度計量，此種過度計量，最高幅度可達30%。可見瞬流的危害是不僅會使一個系統的電耗增加，用戶多付電費；而且會嚴重影響到設備的安全。除電機外，瞬流還影響到所有的電子設備、電腦系統、燈光系統、配電設備，使它們蕩機、損壞、壽命縮短、發生火災等。有關諧波電流、諧波電壓的畸變率的強制性規定IEEE519-1992規定諧波電壓和電流THD不能超過8%和20. 8% ；GB/T14549-1999規定諧波電壓和電流THD不能超過5%和16%。
發明內容為了解決以上不足，本實用新型提供一種啟閉機節電裝置，能提供穩定的供電電壓，改善供電品質、抑制浪湧電流和諧波、提高功率因素、智能變頻調速、減少不必要的有功輸出。[0009]本實用新型的技術方案是這樣實現由諧波濾波電路，電抗串聯電容電路，變頻器和綜合電力監測儀組成，諧波濾波電路的輸入接電源，輸出接變頻器的輸入，電抗串聯電容電路接接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監測儀上設有通信接口，綜合電力監測儀連接電源、諧波電路和電抗串聯電容電路。綜合電力監測儀不斷對電源的電壓和電流進行採樣，通過通信接口，將電源的電能情況反饋給諧波濾波電路和電抗串聯電容電路。變頻器還設有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器並聯，其總輸出連接在電機上，控制電機的工作。按照以上方式設計的啟閉機節電裝置，可以消除船閘閘閥門的啟閉過程中變頻調速和PID控制過程產生的大量諧波電流。使船閘閘閥門工作中產生的諧波電壓和諧波電流符合國家標準GB/T14549-93、GB-17625. 1-2003和GB12497.即將諧波電壓總畸變率控制在5%以下，諧波電流總畸變率控制在12%以下，同時將變頻的總功率因數幾高到O. 95以上。增加旁路切換電路可防止因變頻故障而影響正常的航運工作。
圖I為本實用新型的控制原理框圖。
具體實施方式
參見圖1，一種啟閉機節電裝置，由諧波濾波電路，電抗串聯電容電路，變頻器和綜合電力監測儀組成。諧波濾波電路的輸入端接電源，輸出接變頻器的輸入，電抗串聯電容電路接接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監測儀連接通信接口。變頻器還設有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器並聯，其總輸出接在電機上。工作過程為綜合電力監測儀不斷對電源的電壓和電流進行採樣，通過連接通信接口，將電源的電能情況反饋給諧波濾波電路和電抗串聯電容電路。諧波濾波電路對由變頻器控制的電機產生的諧波進行濾波，擬制諧波進入三相供電電網，電抗串聯電容電路對諧波濾波電路和變頻器進行就地功率因數補償。當變頻器故障時，通過旁路切換電路使其連接的電機不需要變頻器直接控制。綜合電力監測儀通過對三相電壓電流的實時採集，不僅具有電能計量功能，還具有諧波檢測功能，根據檢測到的三相諧波幅度，動態控制諧波濾波電路和電抗串聯電容電路中濾波電容和補償電容的投入量；綜合電力監測儀通過通信接口接收外部指令，動態控制變頻器；綜合電力監測儀通過通信接口將實時計量數據和諧波數據發送。實驗測試數據如下IlKW馬達滿載測試加裝與不加裝啟閉機節電裝置的電能比較不加裝啟閉機節電裝置數據
權利要求1.一種啟閉機節電裝置，包括諧波濾波電路、電抗串聯電容電路、變頻器、綜合電力監測儀、電機，其特徵在於諧波濾波電路的輸入接電源，輸出接變頻器的輸入，變頻器的輸出接電機，電抗串聯電容電路接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監測儀連接電源、諧波電路和電抗串聯電容電路。
2.根據權利要求I所述的啟閉機節電裝置，其特徵在於綜合電力監測儀上設有通信接口。
3.根據權利要求I或2所述的啟閉機節電裝置，其特徵在於啟閉機節電裝置還包括有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器並聯。
專利摘要本實用新型公開了一種啟閉機節電裝置，包括諧波濾波電路、電抗串聯電容電路、變頻器和綜合電力監測儀，綜合電力監測儀連接通信接口。變頻器還設有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器並聯。本實用新型能提供穩定的供電電壓，改善供電品質、抑制浪湧電流和諧波、提高功率因素、智能變頻調速、減少不必要的有功輸出。
文檔編號H02J3/01GK202772577SQ20122044929
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者楊亞東, 劉鎮陽, 劉洪軍, 黃捷, 蔡遠, 運國菊 申請人:江蘇省泰州市航道管理處, 劉鎮陽, 劉洪軍