一種諧波電能再生利用裝置製造方法
2023-06-27 04:25:41 2
一種諧波電能再生利用裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種諧波電能再生利用裝置，該裝置分別與電源和負載，所述裝置包括諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電容C1、諧振電容C2與電源轉換模塊M，所述諧振電容C2與諧振電感L2分別並聯在所述電源轉換模塊M的輸入端，所述諧振電感L1與諧振電容C1串聯後接在所述電源轉換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉換模塊M的輸出端與負載設備相連。與現有技術相比，本發明具有能降低配網損耗、提升低壓電器工作效率等優點。
【專利說明】一種諧波電能再生利用裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電網節能設備，尤其是涉及一種諧波電能再生利用裝置。
【背景技術】
[0002]配電網中存在大量晶閘管換流器、晶閘管調壓器、節能燈具、計算機、充電器、電視機、變頻空調、變頻電梯等非線性負荷，這些年來隨著經濟和技術的發展，電網中非線性負荷的比例急劇增加，由於電力電子技術的發展，很多原來的線性負荷變成了非線性，例如線性的白熾燈具改由非線性的電子鎮流節能燈具代替；線性的異步電機改由非線性的變頻器驅動；在電網結構上，很多線性的旋轉電機發電設備由非線性的直流換流站代替，又進一步增加了配網的諧波含量，由於低壓配網諧波特性複雜、負荷數量巨大又缺乏濾波措施，注入電網大量諧波電流，使零相電流猛增，電能質量下降，配變損耗、溫升提高、線損增加。由於低壓配網諧波源情況複雜，既是諧波電流源又是諧波電壓源，設計專門的濾波器十分困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能降低配網損耗、提升低壓電器工作效率的諧波電能再生利用裝置，該裝置能化廢為寶，為用戶提供一種新穎的可供利用的能源渠道。
[0004]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]一種諧波電能再生利用裝置，該裝置分別與電源和負載，其特徵在於，所述裝置包括諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電容Cl、諧振電容C2與電源轉換模塊M,所述諧振電容C2與諧振電感L2分別並聯在所述電源轉換模塊M的輸入端，所述諧振電感LI與諧振電容Cl串聯後接在所述電源轉換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉換模塊M的輸出端與負載設備相連。
[0006]所述諧振電感L1、諧振電感L2至少有一個為鐵芯電抗器。
[0007]所述電源轉換模塊M的輸入端還並聯有壓敏電阻R。
[0008]所述諧振電感LI為鐵芯飽和電抗器，當電流達到其額定電流1.2倍時，其電感下降為額定值0.8倍以下。
[0009]所述諧振電感LI與諧振電容Cl的串聯諧振頻率以及諧振電感L2與諧振電容C2的並聯諧振頻率相同。
[0010]所述串聯諧振頻率與某次諧波的頻率相等。
[0011]與現有技術相比，本發明獨闢蹊徑，通過特殊濾波網絡將低壓配網中一部分諧波電壓取出，並將其轉換成電壓穩定的交流或直流電壓加以利用，是一種基於小容量無源濾波器的諧波能量取出裝置，其通過諧振電感的飽和特性來防止過諧振，從而能適應不同諧波環境的配電網，通過取出部分配網中的高次諧波分量，來降低流入上級電網和配變的諧波電流，能改善電能質量、降低配變溫升和線損；同時能將取出的諧波分量處理成12-220V的標準交流或直流電壓，供路燈、燈箱或電網在線監測設備使用，是一種化廢為寶、化害為利的新型新能源供電設備，其成本、壽命、故障率指標均優於太陽能產品。本發明必定會隨著項目的成功應用而帶來顯著的經濟效益和社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明具體電路圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0014]實施例
[0015]參看附圖1，這是本發明實施例的電路圖。包括諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電容Cl、諧振電容C2與電源轉換模塊M,諧振電感L1、諧振電感L2至少有一個為鐵芯電抗器，諧振電容C2與諧振電感L2以及電源轉換模塊M的輸入端並聯，諧振電感LI與諧振電容Cl串聯於電源轉換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，電源轉換模塊M的輸出端與負載設備相連。電源轉換模塊M的輸入端還可以並聯壓敏電阻R。其中諧振電感LI優選為鐵芯飽和電抗器，當電流達到其額定電流1.2倍時，其電感下降為額定值0.8倍以下。
[0016]本發明的輸入端與電網相連後，諧振電感LI與諧振電容Cl組成串聯諧振電路，其諧振頻率為需要去除的諧波頻率，建議為3倍工頻，以讓電網中數量最多、危害最大的3次諧波優先被取出利用；諧振電感L2與諧振電容C2組成並聯諧振電路，其諧振頻率也為需要去除的諧波頻率，目的是進一步去除工頻基波成分，經過兩組諧振濾波電路的篩選，就能較好地濾出電網中的諧波能量加以利用。但是低壓配網中的諧波特性較複雜，有些是諧波電流源，這很可能使濾波電路產生嚴重的過電流而損壞，為此本發明將兩個諧振電感中至少一個設為鐵芯電抗器，這樣一旦流過電流過大，鐵芯就會飽和促使電感值減小，從而使諧振電路的諧振點偏離而抑制過諧振的發生，其中諧振電感LI優選為鐵芯飽和電抗器，當電流達到其額定電流1.2倍時，其電感下降為額定值0.8倍以下，這樣能在成本較低的條件下達到較好的過諧振抑制效果。
[0017]本發明經過諧振濾波電路濾出的諧波由於其大小幅值受電網運行方式以及負荷運行方式變化影響較大，因此需要接電源轉換模塊M，以將變化的諧波電壓變為相對穩定的交直流電壓，供所接的負載設備使用，壓敏電阻R用於保護可能的過電壓對電源轉換模塊的衝擊，也可省去。如果負載設備是簡單的燈具或對電壓變化不敏感的設備，則該電源轉換模塊也可省去。本發明基於特殊設計的無源濾波電路來取出電網中的有害波形電能，將其變為可供利用的電源，與太陽能技術相比，本發明成本更低，且由於無源濾波電路可靠性極高，其故障率與壽命指標也遠優於太陽能、風能等傳統新能源設備。
[0018]本發明的有益效果在於:本發明獨闢蹊徑，通過簡單可靠的濾波網絡將低壓配網中一部分諧波電壓取出，並將其轉換成電壓穩定的交流或直流電壓加以利用，是一種基於小容量無源濾波器的諧波能量取出裝置，其通過諧振電感的飽和特性來防止過諧振，從而能適應不同諧波環境的配電網，通過取出部分配網中的高次諧波分量，來降低流入上級電網和配變的諧波電流，能改善電能質量、降低配變溫升和線損；同時能將取出的諧波分量處理成12-220V的標準交流或直流電壓，供路燈、燈箱、信號燈或電網在線監測設備使用，是一種化廢為寶、化害為利的新型新能源供電設備，其成本、壽命、故障率指標均優於太陽能、風能產品。本發明必定會隨著項目的成功應用而帶來顯著的經濟效益和社會效益。
[0019]應該注意到，上述的實施例均是為了說明本發明而不是限制本發明，例如本發明的電源轉換模塊可由各種電路構成、本發明也可適當改進位成三相產品、也可增加適當的外部電路或控制部件來進一步優化其性能等等，顯然，本發明的許多技術特徵可互換或省略，許多元件的設置可根據需要改變，本發明元件前的「一」或「一個」不排除出現多個這種元件，這些變化均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種諧波電能再生利用裝置，該裝置分別與電源和負載，其特徵在於，所述裝置包括諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電容Cl、諧振電容C2與電源轉換模塊M,所述諧振電容C2與諧振電感L2分別並聯在所述電源轉換模塊M的輸入端，所述諧振電感LI與諧振電容Cl串聯後接在所述電源轉換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉換模塊M的輸出端與負載設備相連。
2.根據權利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特徵在於，所述諧振電感L1、諧振電感L2至少有一個為鐵芯電抗器。
3.根據權利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特徵在於，所述電源轉換模塊M的輸入端還並聯有壓敏電阻R。
4.根據權利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特徵在於，所述諧振電感LI為鐵芯飽和電抗器，當電流達到其額定電流1.2倍時，其電感下降為額定值0.8倍以下。
5.根據權利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特徵在於，所述諧振電感LI與諧振電容Cl的串聯諧振頻率以及諧振電感L2與諧振電容C2的並聯諧振頻率相同。
6.根據權利要求5所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特徵在於，所述串聯諧振頻率與某次諧波的頻率相等。
【文檔編號】H02J3/01GK104362629SQ201410583906
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】王和傑, 周徐達, 刁冠勳, 劉斯佳, 劉嬌, 徐廣纓 申請人:國家電網公司, 國網上海市電力公司