[發(fā)明專利]一種電源老化的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910109531.3
• 申請(qǐng)日: 2009-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101620259A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁遠(yuǎn)文;王俊;鄒曙;李垂猛;蕭黎鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市冠佳電子設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/40
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/40;H02J3/01;H02J3/38;H02H7/10
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 朱曉光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子變流技術(shù)中的老化裝置的老化方法，尤其是涉及電源裝置被老化時(shí)的方法和節(jié)能電子負(fù)載裝置系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源老化方法是利用大功率電阻作模擬負(fù)載進(jìn)行燒機(jī)老化，電能浪費(fèi)巨大。近年，已出現(xiàn)了一些專利技術(shù)來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題，例如

專利申請(qǐng)?zhí)?00610041939.8，名稱：能量回饋型交直流通用能量回饋型電子負(fù)載模擬裝置；

專利號(hào)200720179067.1，專利名稱：一種開(kāi)關(guān)電源節(jié)能燒機(jī)設(shè)備。

上述兩專利所披露的技術(shù)方案的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1中，虛線部分為節(jié)能電子負(fù)載，其包括兩個(gè)部分：負(fù)載電流控制單元、并網(wǎng)電流控制單元。負(fù)載電流控制單元將被老化電源輸出的直流電變換成高壓的直流電，同時(shí)控制其輸入電流(即控制被老化電源的輸出電流)。并網(wǎng)電流控制單元將高壓直流電變成交流電，回饋到電網(wǎng)中，達(dá)到節(jié)能的目的，該控制單元通過(guò)控制其輸出電流以保證并網(wǎng)電流和電網(wǎng)電壓同相。該電子負(fù)載一般包括兩個(gè)電流傳感器：負(fù)載電流檢測(cè)傳感器、并網(wǎng)電流檢測(cè)傳感器。

以上專利中提到的電子負(fù)載雖然實(shí)現(xiàn)了能量的循環(huán)利用，但是會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)輸入電流的諧波含量增大，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。另外，使用了以上節(jié)能電子負(fù)載的三相系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)高次諧波電流占據(jù)很大部分，導(dǎo)致系統(tǒng)的零線電流甚至比相線電流還大，零線電流的大小和被老化電源的輸入電流諧波有關(guān)，因此具有不確定性，這樣電力部門(mén)不好評(píng)估零線電流的大小，存在很大的安全隱患。

諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，主要是由于正弦電壓加壓于非線性負(fù)載，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生。

產(chǎn)生以上問(wèn)題的原因是以上專利文獻(xiàn)中提到的節(jié)能電子負(fù)載輸出的并網(wǎng)電流波形是和電網(wǎng)同相的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，但是由于被老化電源的輸入電流往往不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，而是包含有一定的高次諧波，導(dǎo)致系統(tǒng)從電網(wǎng)補(bǔ)充的電流含有大量的高次諧波。

以下從數(shù)學(xué)上解釋該節(jié)能電子負(fù)載會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)總諧波含量增加。

假設(shè)被老化電源輸入電流只包括基波和三次諧波，諧波成分為基波的20％，即其輸入電流為Ip＝Sinωt+0.2Sin3ωt。

假設(shè)節(jié)能電子負(fù)載的效率為80％，其輸出并網(wǎng)電流中只含有基波成分，即并網(wǎng)電流Ie＝0.8Sinωt。

那么系統(tǒng)總輸入電流Iin＝Ip-Ie＝Sinωt+0.2Sin3ωt-0.8Sinωt＝0.2Sinωt+0.2Sin3ωt。可以看出三次諧波的幅值和基波的幅值都為0.2，諧波成分為基波的100％，諧波含量大大增加。

諧波的典型危害：

1、污染電網(wǎng)，減少電網(wǎng)的有效容量，增加電網(wǎng)建設(shè)投資

2、損害電表計(jì)算電能的準(zhǔn)確性。

3、降低電流的功率因數(shù)，浪費(fèi)電能

4、縮短電氣設(shè)備和機(jī)密儀器的使用壽命，甚至損壞設(shè)備

5、引起局部并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，嚴(yán)重降低供電安全

6、諧波電流增加變壓器銅損，鐵損與雜散損耗，導(dǎo)致負(fù)載容量下降，變壓器發(fā)熱和浪費(fèi)電能

7、引發(fā)控制設(shè)備、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，燒毀設(shè)備或誤跳閘

8、降低斷路器開(kāi)斷能力，加大了斷路器容量的配置

9、增加電纜線路損耗，降低傳輸能力，加速電纜絕緣老化和縮短電纜使用壽命

10、影響通訊系統(tǒng)，降低通訊質(zhì)量，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法正常工作，甚至系統(tǒng)崩潰，信息丟失。

電源是一種典型的非線性負(fù)載，其會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波干擾，雖然如今的電源需要滿足一定的諧波標(biāo)準(zhǔn)，但是由于電源生產(chǎn)廠家大量的電源同時(shí)老化工作，往往總諧波是相當(dāng)可觀的，為了降低諧波，滿足供電部門(mén)對(duì)其諧波的要求，生產(chǎn)廠家往往需要購(gòu)買(mǎi)專門(mén)的有源或者無(wú)源電力濾波器，該電力濾波器價(jià)格昂貴，造成了生產(chǎn)成本的大幅提升。

雖然傳統(tǒng)的節(jié)能電子負(fù)載能夠減少電源廠老化時(shí)的用電，但是會(huì)帶來(lái)諧波含量增加的問(wèn)題，而老化用電往往占一個(gè)電源廠80％以上的用電，隨著節(jié)能電子負(fù)載的大量使用，整個(gè)電源廠的諧波問(wèn)題越來(lái)越突出，該問(wèn)題越來(lái)越成為節(jié)能電子負(fù)載的應(yīng)用瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于就現(xiàn)有技術(shù)中節(jié)能電子負(fù)載的不足之處而提出一種具有諧波治理功能的新型節(jié)能電子負(fù)載。

該新型的節(jié)能電子負(fù)載能夠治理由于被老化電源本身引起的系統(tǒng)輸入電流諧波，保證系統(tǒng)從電網(wǎng)索取的電流為干凈的正弦波。這樣，減小了諧波導(dǎo)致的一系列問(wèn)題，包括減小了諧波的附加損耗、減小了系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響、減小了三相系統(tǒng)中的零線電流等。