專利名稱：一種啟閉機(jī)節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種啟閉機(jī)電裝置，特別涉及用濾波器對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行濾波、消諧、減小浪涌和改善功率因數(shù)，用變頻方式進(jìn)行智能調(diào)速，為啟閉機(jī)提供穩(wěn)定、節(jié)約的動(dòng)力電源。
背景技術(shù)：
船閘動(dòng)力節(jié)能的主要研究?jī)?nèi)容是控制諧波電流、諧波電壓的畸變率。隨著江蘇航運(yùn)業(yè)務(wù)的不斷提升，船舶過(guò)閘頻率不斷加快，導(dǎo)致用于船閘驅(qū)動(dòng)的鼠籠式交流感應(yīng)電機(jī)啟停頻繁，加上船閘閘閥門的啟閉過(guò)程采用變頻技術(shù)和PID控制，給船閘電網(wǎng)產(chǎn)生大量的諧波電流。 瞬流是交流正弦波電路上電流與電壓的一種瞬時(shí)態(tài)的畸變。瞬變、浪涌、諧波為主要的表現(xiàn)形式。瞬變、浪涌和諧波產(chǎn)生的來(lái)源主要有兩個(gè)方面一是環(huán)境的。雷電感應(yīng)電壓、輸變電站大型開關(guān)的閉合、附近大型負(fù)載的起停，都會(huì)伴隨有瞬變進(jìn)入到用電系統(tǒng)。環(huán)境因素產(chǎn)生的瞬變占一個(gè)系統(tǒng)瞬變總量的20%-30% ;二是用電系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的，它占一個(gè)系統(tǒng)瞬變總量的70%-80%。任何負(fù)載的起停和運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生大量的瞬變、浪涌和諧波，再反饋到本身的用電系統(tǒng)中。電弧放電也是瞬變的一個(gè)主要來(lái)源。它可能是由不良和松動(dòng)的電氣連接引起，或由老舊的不干凈的電刷引起。而整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生出的大量的、無(wú)時(shí)不在的瞬變、浪涌和諧波，通過(guò)設(shè)備線路擴(kuò)散，反饋到電網(wǎng)中，影響到整個(gè)系統(tǒng)。大量的科學(xué)研究已經(jīng)證明，瞬流使一個(gè)用電系統(tǒng)的電耗增加的方式有三種系統(tǒng)效率下降。對(duì)于變壓器而言，瞬變、浪涌和諧波將使變壓器效率降低10%_30%。電機(jī)溫度升高。電機(jī)的溫升是由于瞬流使電感性負(fù)載電流損失增加和銅損提高而造成，由于瞬流高壓的沖擊，多余的電能轉(zhuǎn)換成熱能，因而使電機(jī)的運(yùn)行溫度上升。電機(jī)溫度每上升一度，大約增加4%的電耗。電表轉(zhuǎn)速加快。驅(qū)動(dòng)電度表表盤的同時(shí)性力矩的大小,取決于電路中同時(shí)性的線電壓與線電流的大小。由于瞬流是突發(fā)式的過(guò)壓，它會(huì)導(dǎo)致作用于電度盤上的同時(shí)性力矩突然發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電表轉(zhuǎn)速加快。其結(jié)果，它會(huì)導(dǎo)致電度表對(duì)一個(gè)系統(tǒng)總的用電量的過(guò)度計(jì)量，此種過(guò)度計(jì)量，最高幅度可達(dá)30%。可見瞬流的危害是不僅會(huì)使一個(gè)系統(tǒng)的電耗增加，用戶多付電費(fèi)；而且會(huì)嚴(yán)重影響到設(shè)備的安全。除電機(jī)外，瞬流還影響到所有的電子設(shè)備、電腦系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、配電設(shè)備，使它們蕩機(jī)、損壞、壽命縮短、發(fā)生火災(zāi)等。有關(guān)諧波電流、諧波電壓的畸變率的強(qiáng)制性規(guī)定IEEE519-1992規(guī)定諧波電壓和電流THD不能超過(guò)8%和20. 8% ；GB/T14549-1999規(guī)定諧波電壓和電流THD不能超過(guò)5%和16%。
發(fā)明內(nèi)容為了解決以上不足，本實(shí)用新型提供一種啟閉機(jī)節(jié)電裝置，能提供穩(wěn)定的供電電壓，改善供電品質(zhì)、抑制浪涌電流和諧波、提高功率因素、智能變頻調(diào)速、減少不必要的有功輸出。[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)由諧波濾波電路，電抗串聯(lián)電容電路，變頻器和綜合電力監(jiān)測(cè)儀組成，諧波濾波電路的輸入接電源，輸出接變頻器的輸入，電抗串聯(lián)電容電路接接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監(jiān)測(cè)儀上設(shè)有通信接口，綜合電力監(jiān)測(cè)儀連接電源、諧波電路和電抗串聯(lián)電容電路。綜合電力監(jiān)測(cè)儀不斷對(duì)電源的電壓和電流進(jìn)行采樣，通過(guò)通信接口，將電源的電能情況反饋給諧波濾波電路和電抗串聯(lián)電容電路。變頻器還設(shè)有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)，其總輸出連接在電機(jī)上，控制電機(jī)的工作。按照以上方式設(shè)計(jì)的啟閉機(jī)節(jié)電裝置，可以消除船閘閘閥門的啟閉過(guò)程中變頻調(diào)速和PID控制過(guò)程產(chǎn)生的大量諧波電流。使船閘閘閥門工作中產(chǎn)生的諧波電壓和諧波電流符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93、GB-17625. 1-2003和GB12497.即將諧波電壓總畸變率控制在5%以下，諧波電流總畸變率控制在12%以下，同時(shí)將變頻的總功率因數(shù)幾高到O. 95以上。增加旁路切換電路可防止因變頻故障而影響正常的航運(yùn)工作。

圖I為本實(shí)用新型的控制原理框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，一種啟閉機(jī)節(jié)電裝置，由諧波濾波電路，電抗串聯(lián)電容電路，變頻器和綜合電力監(jiān)測(cè)儀組成。諧波濾波電路的輸入端接電源，輸出接變頻器的輸入，電抗串聯(lián)電容電路接接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監(jiān)測(cè)儀連接通信接口。變頻器還設(shè)有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)，其總輸出接在電機(jī)上。工作過(guò)程為綜合電力監(jiān)測(cè)儀不斷對(duì)電源的電壓和電流進(jìn)行采樣，通過(guò)連接通信接口，將電源的電能情況反饋給諧波濾波電路和電抗串聯(lián)電容電路。諧波濾波電路對(duì)由變頻器控制的電機(jī)產(chǎn)生的諧波進(jìn)行濾波，擬制諧波進(jìn)入三相供電電網(wǎng)，電抗串聯(lián)電容電路對(duì)諧波濾波電路和變頻器進(jìn)行就地功率因數(shù)補(bǔ)償。當(dāng)變頻器故障時(shí)，通過(guò)旁路切換電路使其連接的電機(jī)不需要變頻器直接控制。綜合電力監(jiān)測(cè)儀通過(guò)對(duì)三相電壓電流的實(shí)時(shí)采集，不僅具有電能計(jì)量功能，還具有諧波檢測(cè)功能，根據(jù)檢測(cè)到的三相諧波幅度，動(dòng)態(tài)控制諧波濾波電路和電抗串聯(lián)電容電路中濾波電容和補(bǔ)償電容的投入量；綜合電力監(jiān)測(cè)儀通過(guò)通信接口接收外部指令，動(dòng)態(tài)控制變頻器；綜合電力監(jiān)測(cè)儀通過(guò)通信接口將實(shí)時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)和諧波數(shù)據(jù)發(fā)送。實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)如下IlKW馬達(dá)滿載測(cè)試加裝與不加裝啟閉機(jī)節(jié)電裝置的電能比較不加裝啟閉機(jī)節(jié)電裝置數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.一種啟閉機(jī)節(jié)電裝置，包括諧波濾波電路、電抗串聯(lián)電容電路、變頻器、綜合電力監(jiān)測(cè)儀、電機(jī)，其特征在于諧波濾波電路的輸入接電源，輸出接變頻器的輸入，變頻器的輸出接電機(jī)，電抗串聯(lián)電容電路接在諧波濾波電路的輸出端，綜合電力監(jiān)測(cè)儀連接電源、諧波電路和電抗串聯(lián)電容電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的啟閉機(jī)節(jié)電裝置，其特征在于綜合電力監(jiān)測(cè)儀上設(shè)有通信接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的啟閉機(jī)節(jié)電裝置，其特征在于啟閉機(jī)節(jié)電裝置還包括有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種啟閉機(jī)節(jié)電裝置，包括諧波濾波電路、電抗串聯(lián)電容電路、變頻器和綜合電力監(jiān)測(cè)儀，綜合電力監(jiān)測(cè)儀連接通信接口。變頻器還設(shè)有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)。本實(shí)用新型能提供穩(wěn)定的供電電壓，改善供電品質(zhì)、抑制浪涌電流和諧波、提高功率因素、智能變頻調(diào)速、減少不必要的有功輸出。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202772577SQ20122044929
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者楊亞?wèn)|, 劉鎮(zhèn)陽(yáng), 劉洪軍, 黃捷, 蔡遠(yuǎn), 運(yùn)國(guó)菊 申請(qǐng)人:江蘇省泰州市航道管理處, 劉鎮(zhèn)陽(yáng), 劉洪軍