[實(shí)用新型]一種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220186810.7
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN202616778U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛政行
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波海順電力電子有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抑制用電設(shè)備向電網(wǎng)中注入諧波電流的諧波電流抑制系統(tǒng)，尤其是涉及一種抑制中頻爐向電網(wǎng)中注入諧波、保護(hù)電網(wǎng)中其他用電設(shè)備的諧波電流抑制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用到電力、冶金、化工、煤炭、通信、家電等領(lǐng)域，電力電子裝置多數(shù)通過整流器與電網(wǎng)接口，這些設(shè)備中使用過程中，向公用電網(wǎng)中注入大量諧波電流，使得公用電網(wǎng)的電壓和電流發(fā)生畸變，對公用電網(wǎng)中的用電設(shè)備和電網(wǎng)本身造成很大危害。如果公用電網(wǎng)中存在大量諧波電流，輸變電設(shè)備以及用電設(shè)備的效率大大降低，且諧波電流會(huì)加快用電設(shè)備絕緣老化，降低使用壽命；同時(shí)諧波電流還會(huì)嚴(yán)重干擾家電、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等的正常運(yùn)行。

限制電力電子設(shè)備產(chǎn)生諧波的方法有兩種，其中一種是被動(dòng)式的，即有源濾波和無源濾波，其中無源濾波又稱LC濾波，大型電力電子設(shè)備(如中頻電爐)一般使用的無源濾波裝置，但無源濾波裝置的濾波支路有限，容易產(chǎn)生過補(bǔ)、諧振，不能跟隨負(fù)載變化，而且受背景諧波影響較大，隨著線路阻抗的變化，無源濾波裝置的濾波效果也會(huì)發(fā)生很大變化。有源濾波設(shè)備效果雖然好，但是價(jià)格昂貴，不利于廣泛應(yīng)用。

參見圖1，目前大型電力電子設(shè)備尤其是中頻爐所使用的諧波電流抑制系統(tǒng)，包括整流變壓器S，其高壓側(cè)接為10kV電網(wǎng)，低壓側(cè)分成三相三線400V的D/d0線路和三相四線400V的D/Yn11線路，負(fù)載設(shè)備R1連接在三相四線400V的D/Yn11線路、負(fù)載設(shè)備R2連接在三相三線400V的D/d0線路上，其中D/Yn11線路中還連接有用電設(shè)備R3，用電設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)、電腦、電視機(jī)、照明設(shè)備等。

整流變壓器S能消除其高壓側(cè)的5次、7次諧波，也就是電網(wǎng)中存在的諧波。但是其低壓側(cè)的負(fù)載設(shè)備R1、R2和用電設(shè)備R3在運(yùn)行時(shí)均能產(chǎn)生5次、7次諧波，而且負(fù)載設(shè)備R1、R2還會(huì)產(chǎn)生11次、13次及以上各次諧波，這些諧波電流對用電設(shè)備R3的干擾很大，嚴(yán)重影響用電設(shè)備的使用壽命和正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)中存在的5次、7次及以上各次諧波電流嚴(yán)重干擾用電設(shè)備的缺點(diǎn)，提供了一種能有效消除各次諧波電流對用電設(shè)備干擾的諧波電流抑制系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，包括負(fù)載設(shè)備R1、R2和用電設(shè)備R3，其特征在于，還包括電力變壓器S1和移相隔離變壓器S2，所述電力變壓器S1的高壓側(cè)接入10kV電網(wǎng)，低壓側(cè)并接負(fù)載設(shè)備R1、R2和用電設(shè)備R3，所述移相隔離變壓器S2串接在負(fù)載設(shè)備R2與電力變壓器S1之間的線路中。移相隔離變壓器S2能有效消除其高壓側(cè)、即電力變壓器S1低壓側(cè)的各次諧波，保證電力變壓器S1低壓側(cè)的各用電設(shè)備正常運(yùn)行。

上述技術(shù)方案中，所述移相隔離變壓器輸入端聯(lián)接有隔離開關(guān)K。該隔離開關(guān)K隨時(shí)斷開負(fù)載設(shè)備與電網(wǎng)的聯(lián)接。

上述技術(shù)方案中，移相隔離變壓器S2的容量為電力變壓器S1容量的十六分之一，大大降低了設(shè)備成本投入。

上述技術(shù)方案中，移相隔離變壓器S2將輸入電源移相30度，使得負(fù)載設(shè)備R2線路中的電源相位滯后負(fù)載設(shè)備R1線路中的電源相位30度。這樣能形成的十二脈電路能有效消除電力變壓器S1低壓端線路中的5次、7次等各次諧波。

上述技術(shù)方案中，所述負(fù)載設(shè)備R1、R2為中頻爐。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，獲得以下有益效果：

1、在負(fù)載設(shè)備R2的線路中設(shè)置移相隔離變壓器S2，通過移相隔離變壓器S2將電力變壓器S1輸出電源移相30度角，形成十二脈電路，能有效消除電力變壓器S1低壓側(cè)的5次、7次及11次、13次以上的各次諧波，通過移相隔離變壓器S2消諧后，在電力變壓器S1的低壓側(cè)不產(chǎn)生諧波干擾，所以D/Yn11線路中的其他用電設(shè)備R3能夠不受諧波干擾正常運(yùn)行。

2、與現(xiàn)有技術(shù)中使用整流變壓器相比，如果所使用的整流變壓器S與電力變壓器S1容量相同，S2移相隔離變壓器是容量為電力變壓器的十六分之一，這樣可以降低約三分之一的設(shè)備成本。

3、采用本發(fā)明技術(shù)方案的中頻爐，可以在晚上谷電時(shí)充分利用整個(gè)電力變壓器的容量，與現(xiàn)有技術(shù)中使用的整流變壓器晚上只能使用一半容量相比，大大提高了電能利用率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有中頻爐所使用的諧波電流抑制系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的中頻爐諧波電流抑制系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式