[實用新型]一種吸收電網諧波的節能裝置

有效

• 申請號: 201820250870.8
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN207853474U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 陳勇;王弢;李世猛;郭雙利
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本實用新型公開一種吸收電網諧波的節能裝置，通過插座電連接至220V電網，電網中電連接有一個或多個負載電器，負載電器通過插座電連接至電網的火線和零線；節能裝置包括一個諧波吸收單元，諧波吸收單元包括：LC濾波模塊、第一和第二二極管并聯模塊，LC濾波模塊中設有LC并聯電路，一個電感L和一個電容C首尾相連，并在兩個電連接處引出兩個端子，兩端子分別電連接第一、第二二極管并聯模塊；LC并聯電路的固有頻率與220V電網的工作頻率同為50Hz；第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊結構相同，皆包括兩個一正一反并聯的二極管；第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊皆設有兩個端子，一端子電連接至LC濾波模塊，另一端子電連接至220V電網。

技術領域

本實用新型涉及電力系統諧波抑制技術領域，尤其涉及一種吸收電網諧波的節能裝置。

背景技術

在工廠的車間、居民的家中，都會有許多直流電機、開關電源及其它機器在運轉過程中會產生比較強的電網諧波。這些電網諧波不僅會消耗一定的電能，造成電能的浪費，更嚴重的是影響電器的正常工作，降低電器的使用壽命，對其它的電器造成干擾，降低電網的運行質量。所以，有必要將產生的電網諧波的能量收集起來轉變成有用的電能回送到電網中，這樣既節約了電能，又提高了電網的運行質量，還保護了同車間或居民家中的各電器的安全運行。

目前電力系統使用最廣泛的抑制諧波的無源濾波器的工作原理電路如圖1所示。該無源濾波器安裝在電力電子設備的交流側，由L、C、R元件構成無源網絡，吸收負載產生的諧波電流。這種無源濾波器可對主要次諧波，例如5次、7次和11次，構成低阻抗旁路。由圖1可知，電流中的5次諧波在電流通過支路a時，支路a對5次諧波呈現的阻抗很小，支路a將5次諧波濾除；電流中的7次諧波在通過支路b時，支路b對7次諧波呈現的阻抗很小，支路b將7次諧波濾除；電流中的11次諧波通過支路c時，支路c 對11次諧波呈現的阻抗很小，支路c將11次諧波濾除。以支路a為例，L1 和C1串聯后對5次諧波產生諧振，5次諧波在經過支路a時在支路a兩端的壓降很小，但是L1和C1兩端的電壓值很大，且方向相反，相互抵消，因此對電感L1和電容C1的耐壓值要求很高，增加成本，增大設備體積和占地面積。支路b對7次諧波所呈現特性和支路c對11次諧波呈現的特性與支路a對5次諧波呈現的特性相同。由此，現有技術的無源濾波器只能消除特定次諧波，在使用過程中有較多限制條件。該濾波器主要選擇對電流中的5 次諧波、7次諧波、11次諧波進行過濾，但電網中有很多頻率的諧波，這種無源濾波器對其他很多頻率的諧波未加考慮。所以電網中很多其它頻率的諧波仍然處于未過濾的狀態，降低電網的運行質量，對其他設備產生危害。而且，部分諧波能量以熱能的形式浪費在L、C、R網絡中，不僅降低了電網的工作效率，而且極易對設備造成損壞。

實用新型內容

為了克服現有技術的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是：如何對電路中的3次諧波、5次諧波、7次諧波、……n次諧波均產生抑制作用。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種吸收電網諧波的節能裝置，通過二孔插座電連接至設有火線和零線的220V電網中，所述220V電網中電連接有一個或多個負載電器，所述負載電器通過二孔插座電連接至所述220V電網的火線和零線；所述吸收電網諧波的節能裝置包括一個諧波吸收單元，所述諧波吸收單元包括：LC濾波模塊、第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊，其中，所述LC濾波模塊中設有LC并聯電路，所述LC并聯電路為一個電感L和一個電容C首尾相連，并在首尾相連的兩個電連接處引出兩個端子，兩個端子分別電連接所述第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊；所述LC并聯電路的固有頻率與所述220V電網的工作頻率相同，為50Hz；所述第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊結構相同，皆包括兩個一正一反并聯的二極管；所述第一二極管并聯模塊和第二二極管并聯模塊皆設有兩個端子，其中一個端子電連接至所述LC濾波模塊，另一個端子分別電連接至220V電網的火線和零線。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。