一種基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及節(jié)電技術(shù)，尤其涉及一種基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 諧波對電網(wǎng)的危害，隨著工業(yè)發(fā)展和居民用電設(shè)備的增多而日益嚴(yán)重，突出表現(xiàn) 為：諧波振蕩產(chǎn)生過電壓或過電流，危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，引發(fā)輸配電事故的發(fā)生；諧 波電流或諧波電壓在定子繞組、轉(zhuǎn)子回路及鐵芯中產(chǎn)生附加損耗，降低發(fā)輸電及用電設(shè)備 的效率諧波電流能使變壓器的銅耗增加，所以變壓器在嚴(yán)重的諧波負(fù)荷下將產(chǎn)生局部過 熱，噪聲增大，從而加速絕緣老化，縮短變壓器等電氣設(shè)備的使用壽命，降低供電可靠性。由 于諧波的存在，易使電網(wǎng)的各類保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生誤動或拒動，特別在廣泛應(yīng)用的微機(jī) 保護(hù)、綜合自動化裝置中表現(xiàn)突出，引起區(qū)域電網(wǎng)瓦解，造成大面積停電等惡性事故。諧波 分量將在通訊系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生聲頻干擾，從而降低信號的傳輸質(zhì)量，破壞信號的正常傳輸，不僅 影響通話的清晰度，嚴(yán)重時將威脅通訊設(shè)備及人身安全。電網(wǎng)諧波將使測量儀表、計量裝置 產(chǎn)生誤差，達(dá)不到正確指示及計量。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的遮斷能力 將大大降低，造成電弧重燃，發(fā)生短路，甚至斷路器爆炸。
[0003] 為解決上述問題，中國專利CN201320494652披露了一種應(yīng)用于供電系統(tǒng)的諧波 治理裝置。雖然此裝置在一定條件下起到了很好的濾除諧波的作用，達(dá)到節(jié)電的作用。但 是此裝置由于無法根據(jù)工業(yè)用電負(fù)載產(chǎn)生的實際諧波的特征進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致實際工作 時，不同供電系統(tǒng)下的節(jié)電效果有很大區(qū)別。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 為解決上述問題，本實用新型提供一種基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)，在主電路 上并聯(lián)設(shè)置有諧波治理裝置和實時動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，其中：
[0005] 所述諧波治理裝置包括有多個諧波治理單元，多個諧波治理單元并聯(lián)形成鏈?zhǔn)浇Y(jié) 構(gòu)，每個諧波治理單元包括有一濾波補(bǔ)償模塊及一固定補(bǔ)償模塊，所述濾波補(bǔ)償模塊由雙 向可控硅及電感串聯(lián)構(gòu)成，所述固定補(bǔ)償模塊由與濾波補(bǔ)償模塊并聯(lián)的電容器組構(gòu)成；
[0006] 所述實時動態(tài)調(diào)節(jié)裝置包括采樣和信號處理電路，其輸入端接入實時采集的電壓 信號以及采樣電流信號，其輸出端接入諧波數(shù)字比較電路；所述諧波數(shù)字比較電路與開關(guān) 控制驅(qū)動電路連接，用于根據(jù)基波成分分離的諧波與主電路采樣電流的諧波之間的比較結(jié) 果向所述開關(guān)控制驅(qū)動電路發(fā)送實時補(bǔ)償信號；所述開關(guān)控制驅(qū)動電路與所述諧波治理裝 置連接，用于根據(jù)實時補(bǔ)償信號實時動態(tài)調(diào)整所述諧波治理裝置鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中并聯(lián)的諧波治 理單元的實際工作數(shù)量。
[0007] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述采樣和信號處理電路接收到的實時采 集的電壓信號以及采樣電流信號包括：
[0008] 在主電路上并聯(lián)一電壓檢測電路，所述電壓檢測電路將檢測的實時電壓信號輸入 到所述采樣和信號處理電路；
[0009] 在主電路上串聯(lián)一電流互感器，所述電流互感器連接到所述采樣和信號處理電路 的輸入端以獲取主電路的采樣電流信號。
[0010] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述開關(guān)控制驅(qū)動電路包括多個交流接觸 器，每個交流接觸器與對應(yīng)地諧波治理單元串聯(lián)連接，用于控制所述諧波治理單元的使能。
[0011] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，還包括一實時監(jiān)控器，所述實時監(jiān)控器與所 述開關(guān)控制驅(qū)動電路連接，用于實時顯示工作電流值以及諧波治理單元的實際工作數(shù)量。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，在所述諧波數(shù)字比較電路與所述開關(guān)控制 驅(qū)動電路之間還設(shè)置繼電器，所述繼電器與所述開關(guān)控制驅(qū)動電路中的交流接觸器連接， 用于控制所述交流接觸器的線圈的閉合。
[0013] 本實用新型提供的基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)可以實現(xiàn)根據(jù)實際諧波的成分 和特征，實時動態(tài)調(diào)整諧波治理裝置中實際工作的諧波治理單元，以使諧波治理裝置達(dá)到 最佳諧波治理的作用，從而使得更好的節(jié)電。而在企業(yè)實際工況測試中，其測試結(jié)果也充分 反應(yīng)了該智能節(jié)電系統(tǒng)的節(jié)電效率。
【附圖說明】
[0014] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是 本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)實施例的電路示意圖；
[0016] 圖2為圖1中的諧波治理單元電路圖；
[0017] 圖3為圖1中的交流接觸器的電路圖；
[0018]圖4為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)又一實施例的電路示意圖；
[0019] 圖5為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)再一實施例的電路示意圖；
[0020] 圖6為圖5中繼電器的電路圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤?例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于 本實用新型保護(hù)的范圍。
[0022] 圖1為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)實施例的電路示意圖；圖2為圖 1中的諧波治理單元電路圖；圖3為圖1中的交流接觸器的電路圖。具體可參見圖1~圖 3,該智能節(jié)電系統(tǒng)在主電路上并聯(lián)設(shè)置有諧波治理裝置10和實時動態(tài)調(diào)節(jié)裝置20,其中：
[0023] 所述諧波治理裝置10包括有多個諧波治理單元100,多個諧波治理單元100并聯(lián) 形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，每個諧波治理單元100包括有一濾波補(bǔ)償模塊101及一固定補(bǔ)償模塊102， 所述濾波補(bǔ)償模塊由雙向可控硅及電感串聯(lián)構(gòu)成，所述固定補(bǔ)償模塊由與濾波補(bǔ)償模塊并 聯(lián)的電容器組構(gòu)成；
[0024] 所述實時動態(tài)調(diào)節(jié)裝置20包括采樣和信號處理電路201，其輸入端接入實時采集 的電壓信號以及采樣電流信號，其輸出端接入諧波數(shù)字比較電路202;所述諧波數(shù)字比較 電路202與開關(guān)控制驅(qū)動電路203連接，用于根據(jù)基波成分分離的諧波與主電路采樣電流 的諧波之間的比較結(jié)果向所述開關(guān)控制驅(qū)動電路203發(fā)送實時補(bǔ)償信號；所述開關(guān)控制驅(qū) 動電路203與所述諧波治理裝置10連接，用于根據(jù)實時補(bǔ)償信號實時動態(tài)調(diào)整所述諧波治 理裝置10鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中并聯(lián)的諧波治理單元100的實際工作數(shù)量。
[0025] 該系統(tǒng)具體工作時，通過外部實時采集電壓信號發(fā)送至采樣和信號處理電路，然 后再送給諧波數(shù)字比較電路，諧波數(shù)字比較電路將基波成分分離，并提取所有的諧波，諧波 數(shù)字比較電路會將采集到的諧波成分和主電路的采樣電流的諧波加以比較，根據(jù)比較結(jié)果 作為實時補(bǔ)償信號輸送到驅(qū)動電路，并驅(qū)動相應(yīng)的諧波治理裝置中諧波治理單元模塊工作 的數(shù)量。諧波數(shù)字比較電路具體比較時，根據(jù)影響因素的偏重，可以單獨比較諧波與主電路 之間的的電壓或者電流。
[0026] 該系統(tǒng)通過增加實時動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)主電路上工業(yè)用電負(fù)載30的實際 工業(yè)用電情況，實時動態(tài)的調(diào)節(jié)諧波治理裝置中諧波治理單元模塊工作的數(shù)量，以達(dá)到最 佳的節(jié)電效果和作用。
[0027] 在上述實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，在具體實施時，所述采樣和信號處理電路201 接收到的實時采集的電壓信號以及采樣電流信號包括：
[0028] 在主電路上并聯(lián)一電壓檢測電路204,所述電壓檢測電路204將檢測的實時電壓 信號輸入到所述采樣和信號處理電路201 ;
[0029] 在主電路上串聯(lián)一電流互感器205,所述電流互感器205連接到所述采樣和信號 處理電路201的輸入端以獲取主電路的采樣電流信號。將高電壓系統(tǒng)中的電流或低電壓系 統(tǒng)的大電流變成低電壓、標(biāo)準(zhǔn)值的小電流，一般是5A或1A，比如采用1000:5或者2000:5的 電流互感器，以獲取5A的電流。
[0030] 圖4為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)又一實施例的電路示意圖，如圖 4所示，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，一實時監(jiān)控器206,所述實時監(jiān)控器206與所 述開關(guān)控制驅(qū)動電路203連接，用于實時顯示工作電流值以及諧波治理單元100的實際工 作數(shù)量。監(jiān)控器可以是顯示器，且顯示器上可以設(shè)置無線通信模塊，與外部終端設(shè)備對接 通信，用戶可以在外部終端設(shè)備上實時查看實際工作的電流和諧波治理單元的實際工作數(shù) 量。
[0031]圖5為本實用新型基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)再一實施例的電路示意圖；圖6 為圖5中的繼電器的電路圖。參見圖5~圖6,在上述任意實施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，在所 述諧波數(shù)字比較電路202與所述開關(guān)控制驅(qū)動電路203之間還設(shè)置繼電器2021，所述繼電 器2021與所述開關(guān)控制驅(qū)動電路203中的交流接觸器2031連接，用于控制所述交流接觸 器2031的線圈的閉合。
[0032] 繼電器可以采用電流繼電器或者電壓繼電器，可以根據(jù)某種輸入信號的變化，而 接通或斷開控制電路，實現(xiàn)自動控制和保護(hù)電力拖動系統(tǒng)的電器。輸入的信號可以是電壓， 電流等電量。通過繼電器，可以實現(xiàn)小電流控制大電流，即在電流微小變化時，可以通過繼 電器控制交流接觸器的線圈閉合，實現(xiàn)對交流接觸器的通斷控制，從而達(dá)到單獨控制某個 諧波治理單元的斷電和通電。
[0033] 為進(jìn)一步驗證本實用新型提供的基于濾除諧波的智能節(jié)電系統(tǒng)的實際節(jié)電效果， 在A公司進(jìn)行了實際節(jié)電測試，測試工況為高