一種諧波電能再生利用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)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(zhuǎn)換模塊M，所述諧振電容C2與諧振電感L2分別并聯(lián)在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端，所述諧振電感L1與諧振電容C1串聯(lián)后接在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸出端與負載設(shè)備相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有能降低配網(wǎng)損耗、提升低壓電器工作效率等優(yōu)點。
【專利說明】一種諧波電能再生利用裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)節(jié)能設(shè)備，尤其是涉及一種諧波電能再生利用裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)中存在大量晶閘管換流器、晶閘管調(diào)壓器、節(jié)能燈具、計算機、充電器、電視機、變頻空調(diào)、變頻電梯等非線性負荷，這些年來隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)中非線性負荷的比例急劇增加，由于電力電子技術(shù)的發(fā)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(zhèn)流節(jié)能燈具代替；線性的異步電機改由非線性的變頻器驅(qū)動；在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上，很多線性的旋轉(zhuǎn)電機發(fā)電設(shè)備由非線性的直流換流站代替，又進一步增加了配網(wǎng)的諧波含量，由于低壓配網(wǎng)諧波特性復(fù)雜、負荷數(shù)量巨大又缺乏濾波措施，注入電網(wǎng)大量諧波電流，使零相電流猛增，電能質(zhì)量下降，配變損耗、溫升提高、線損增加。由于低壓配網(wǎng)諧波源情況復(fù)雜，既是諧波電流源又是諧波電壓源，設(shè)計專門的濾波器十分困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能降低配網(wǎng)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(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種諧波電能再生利用裝置，該裝置分別與電源和負載，其特征在于，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(zhuǎn)換模塊M,所述諧振電容C2與諧振電感L2分別并聯(lián)在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端，所述諧振電感LI與諧振電容Cl串聯(lián)后接在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸出端與負載設(shè)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(zhuǎn)換模塊M的輸入端還并聯(lián)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(lián)諧振頻率以及諧振電感L2與諧振電容C2的并聯(lián)諧振頻率相同。
[0010]所述串聯(lián)諧振頻率與某次諧波的頻率相等。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明獨辟蹊徑，通過特殊濾波網(wǎng)絡(luò)將低壓配網(wǎng)中一部分諧波電壓取出，并將其轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定的交流或直流電壓加以利用，是一種基于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(yīng)不同諧波環(huán)境的配電網(wǎng)，通過取出部分配網(wǎng)中的高次諧波分量，來降低流入上級電網(wǎng)和配變的諧波電流，能改善電能質(zhì)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(wǎng)在線監(jiān)測設(shè)備使用，是一種化廢為寶、化害為利的新型新能源供電設(shè)備，其成本、壽命、故障率指標均優(yōu)于太陽能產(chǎn)品。本發(fā)明必定會隨著項目的成功應(yīng)用而帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明具體電路圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]實施例
[0015]參看附圖1，這是本發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換模塊M的輸入端并聯(lián)，諧振電感LI與諧振電容Cl串聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸出端與負載設(shè)備相連。電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端還可以并聯(lián)壓敏電阻R。其中諧振電感LI優(yōu)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(fā)明的輸入端與電網(wǎng)相連后，諧振電感LI與諧振電容Cl組成串聯(lián)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(wǎng)中數(shù)量最多、危害最大的3次諧波優(yōu)先被取出利用；諧振電感L2與諧振電容C2組成并聯(lián)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(jīng)過兩組諧振濾波電路的篩選，就能較好地濾出電網(wǎng)中的諧波能量加以利用。但是低壓配網(wǎng)中的諧波特性較復(fù)雜，有些是諧波電流源，這很可能使濾波電路產(chǎn)生嚴重的過電流而損壞，為此本發(fā)明將兩個諧振電感中至少一個設(shè)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(fā)生，其中諧振電感LI優(yōu)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(fā)明經(jīng)過諧振濾波電路濾出的諧波由于其大小幅值受電網(wǎng)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(zhuǎn)換模塊M，以將變化的諧波電壓變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定的交直流電壓，供所接的負載設(shè)備使用，壓敏電阻R用于保護可能的過電壓對電源轉(zhuǎn)換模塊的沖擊，也可省去。如果負載設(shè)備是簡單的燈具或?qū)﹄妷鹤兓幻舾械脑O(shè)備，則該電源轉(zhuǎn)換模塊也可省去。本發(fā)明基于特殊設(shè)計的無源濾波電路來取出電網(wǎng)中的有害波形電能，將其變?yōu)榭晒├玫碾娫?，與太陽能技術(shù)相比，本發(fā)明成本更低，且由于無源濾波電路可靠性極高，其故障率與壽命指標也遠優(yōu)于太陽能、風能等傳統(tǒng)新能源設(shè)備。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明獨辟蹊徑，通過簡單可靠的濾波網(wǎng)絡(luò)將低壓配網(wǎng)中一部分諧波電壓取出，并將其轉(zhuǎn)換成電壓穩(wěn)定的交流或直流電壓加以利用，是一種基于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(yīng)不同諧波環(huán)境的配電網(wǎng)，通過取出部分配網(wǎng)中的高次諧波分量，來降低流入上級電網(wǎng)和配變的諧波電流，能改善電能質(zhì)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(wǎng)在線監(jiān)測設(shè)備使用，是一種化廢為寶、化害為利的新型新能源供電設(shè)備，其成本、壽命、故障率指標均優(yōu)于太陽能、風能產(chǎn)品。本發(fā)明必定會隨著項目的成功應(yīng)用而帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0019]應(yīng)該注意到，上述的實施例均是為了說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，例如本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換模塊可由各種電路構(gòu)成、本發(fā)明也可適當改進制成三相產(chǎn)品、也可增加適當?shù)耐獠侩娐坊蚩刂撇考磉M一步優(yōu)化其性能等等，顯然，本發(fā)明的許多技術(shù)特征可互換或省略，許多元件的設(shè)置可根據(jù)需要改變，本發(fā)明元件前的“一”或“一個”不排除出現(xiàn)多個這種元件，這些變化均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)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，其特征在于，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(zhuǎn)換模塊M,所述諧振電容C2與諧振電感L2分別并聯(lián)在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端，所述諧振電感LI與諧振電容Cl串聯(lián)后接在所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端與電源輸入端之間，所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸出端與負載設(shè)備相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換模塊M的輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻R。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特征在于，所述諧振電感LI與諧振電容Cl的串聯(lián)諧振頻率以及諧振電感L2與諧振電容C2的并聯(lián)諧振頻率相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種諧波電能再生利用裝置，其特征在于，所述串聯(lián)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】王和杰, 周徐達, 刁冠勛, 劉斯佳, 劉嬌, 徐廣纓 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)上海市電力公司