[实用新型]一种用于低压系统的限流和抑制谐波的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于0.4kV低压系统的限流和抑制谐波的装置，属于电力电子设备制造及应用技术领域。 

背景技术

电能对工业而言是极为重要的生产因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现有的电力电子设备，如：驱动装置，不间断电源,电子镇流器,计算机及电弧炉等非线性负载的大量使用，所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷，造成对电网的污染。而PFC或电力电容器的电容和电力变压器形成了一个谐振电路，经验表明对三相电路的自谐振频率一般位于250和500Hz之间,即第五次,第七次及第十一次谐波;对单相非线性负载,其自谐振频率一般位于150和250Hz之间,即第三次及五次谐波。而谐振可导致以下不良后果：电容器的过载，变压器和传输设备的过载对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰谐振增加，即谐波放大及造成电压畸变。 

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足,而提供一种用于低压系统（0.4kV）的限流和抑制谐波的装置。该装置通过线路中串联三相滤波电抗器得以避免以上谐振现象造成的各种损坏。 

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:一种用于低压系统的限流和抑制谐波的装置，包括整流器（7）、带有铁心及空气隙的三相滤波电抗器（8）与补偿电容器（9）。上述电抗器（8）与补偿电容器（9）串联。其中带有铁心及空气隙的三相滤波电抗器（8），包括铁心（1）、绕组（2）、垫板（3）、座式安装架（4）及三相接线端子 排（5）。上述垫板（3）设在绕组（2）与铁心（1）之间；上述铁心（1）由叠片式铁心模块及绝缘垫板构成,经真空压力环氧树脂整体浸渍,再经干燥炉固化干燥处理，并固定在座式安装架（4）上；上述绕组（2）采用铜铂或铝铂，其间设有层间绝缘，其引线与三相接线端子排（5）连接。上述层间绝缘采用绝缘纸制作。 

本实用新型由电抗器与补偿电容器所构成的串联谐振电路，可调谐到最低谐波频率以下。电抗器的功率可根据基波电流定义为电容器阻抗的一个百分比数值。使去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于线路频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，它呈容性，因而无功功率就得以校正,达到谐波抑制及限流的目的。 

本实用新型具有设计新颖、结构紧凑、抗谐波能力强、损耗低、线性度高(以避免扼流线圈磁饱和)、噪音低、安装简单、接线方便,使用寿命长的特点。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型中电抗器的结构示意图。 

图3是本实用新型在电网中的应用示意图。 

具体实施方式

实施例 

参照图1和图2，一种用于低压系统的限流和抑制谐波的装置，包括整流器7、带有铁心及空气隙的三相滤波电抗器8补偿电容器9。上述电抗器8与补偿电容器9串联。其中带有铁心及空气隙的三相滤波电抗器8，包括铁心1、绕组2、垫板3、座式安装架4及三相接线端子排5。上述垫板3设在绕组2与铁心1之间；上述铁心1由叠片式铁心模块及绝缘垫板构成,经真空压力环氧树脂整体浸渍,再经干燥炉固化干燥处理，并固定在座式安装架4上；上述绕组2采用铜铂或铝铂，间 隔设有绝缘层，其引线与三相接线端子排5连接。上述绝缘层采用绝缘纸制作。 

参照图3，本实用新型先将电抗器8与补偿电容器9串联，并与整流器7一同接入电网与变压器6的低压端连接。 

其基本原理：功率因数补偿电容器以及变压器和电网的电感构成了一个并联谐振电路，在谐振频率下，该电路的谐振阻抗可能会非常高（理论上无限大）。如果该谐振频率接近整流器产生的任何谐波频率，则相关的谐波电流就会加到此高谐振阻抗上，所产生的电压降将导致非常大的谐波电流，这将损坏工厂的用电设备。为了避免谐振，可将一台电抗器与补偿电容器串联。所构成的串联谐振电路可调谐到最低谐波频率以下。电抗器的功率可根据基波电流定义为电容器阻抗的一个百分比数值。这样的电抗器保护电容器组也称为偏调谐滤波电路。吸收效果的大小（滤波器等级）取决于电网的短路阻抗和偏调谐滤波电路的剩余阻抗（由滤波器质量决定）。整流器（变频器）产生的谐波电流会被适当吸收。参考数据(以三相非线性负载为主)：5次谐波I₅=0.23xI₁7次谐波；I₇=0.12xI₁11次谐波；I₁₁=0.085xI_1，，这些数值是根据理想的平滑波形计算得到的。如波形不平滑或不够平滑，则应考虑更高幅值，特别是对于5次谐波的情形（30…35%的基波电流）。用于带谐波负荷的三相电网的集中无功功率补偿。如选择串联电抗器，使得只有少量谐波进入带电抗保护的偏调谐补偿电路，即“高偏调谐滤波器电路”。由电抗器形成的偏调滤波器电路的可达到：根据特定的功率因数COS∮，补偿无功功率避免电网谐振。