專利名稱：一種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)的制作方法
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)。
技術(shù)背景電力電子技術(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(guò)整流器與電網(wǎng)接口，這些設(shè)備中使用過(guò)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(duì)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(wú)源濾波，其中無(wú)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(wú)源濾波裝置，但無(wú)源濾波裝置的濾波支路有限，容易產(chǎn)生過(guò)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(wú)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IOkV電網(wǎng)，低壓側(cè)分成三相三線400V的D/dO線路和三相四線400V的D/Ynll線路，負(fù)載設(shè)備Rl連接在三相四線400V的D/Ynll線路、負(fù)載設(shè)備R2連接在三相三線400V的D/dO線路上，其中D/Ynll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Rl、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(duì)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(duì)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(duì)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(wèn)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Rl、R2和用電設(shè)備R3，其特征在于，還包括電力變壓器SI和移相隔離變壓器S2，所述電力變壓器SI的高壓側(cè)接入IOkV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SI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SI低壓側(cè)的各次諧波，保證電力變壓器SI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SI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Rl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SI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Rl、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I、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(guò)移相隔離變壓器S2將電力變壓器SI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SI低壓側(cè)的5次、7次及11次、13次以上的各次諧波，通過(guò)移相隔離變壓器S2消諧后，在電力變壓器SI的低壓側(cè)不產(chǎn)生諧波干擾，所以D/Ynll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SI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。

圖I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
參加圖2，一種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，包括電力變壓器SI、移相隔離變壓器S2、負(fù)載設(shè)備R1、負(fù)載設(shè)備R2、用電設(shè)備R3，其中負(fù)載設(shè)備Rl和負(fù)載設(shè)備R2為中頻爐。電力變壓器SI的高壓側(cè)接入IOkV電網(wǎng)，低壓側(cè)的線路為三相四線400V的D/Ynll線路，負(fù)載設(shè)備Rl、R2和用電設(shè)備R3均連接在該D/Ynll線路中，其中負(fù)載設(shè)備R2所在的線路中串接移相隔離變壓器S2。實(shí)施列一種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，電力變壓器SI高壓側(cè)接入IOkV電網(wǎng)，其低壓側(cè)為三相四線400V的D/Ynll線路，該線路并接有中頻爐和用電設(shè)備R3，其中，中頻爐為負(fù)載設(shè)備Rl和R2，用電設(shè)備R3包括電腦、電視、照明設(shè)備、電動(dòng)機(jī)等日常用電設(shè)備。在負(fù)載設(shè)備R2所在的線路中串接移相隔離變壓器S2，移相隔離變壓器S2將其輸入交流電源移相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Rl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SI低壓端線路中的5次、7次等各次諧波。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(guò)移相隔離變壓器S2將電力變壓器SI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SI低壓側(cè)的5次、7次及11次、13次以上的各次諧波，通過(guò)移相隔離變壓器S2消諧后，在電力變壓器SI的低壓側(cè)不產(chǎn)生諧波干擾，所以D/Ynll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。作為優(yōu)選，移相隔離變壓器S2的容量為電力變壓器SI容量的1/16，這樣可以降低近1/3的設(shè)備成本。作為優(yōu)選，在移相隔離變壓器S2的高壓側(cè)設(shè)置隔離開關(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。使用本發(fā)明提供的中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，使用移相隔離變壓器S2消除電力變壓器SI低壓側(cè)的各次諧波，還有利于電力變壓器SI消除其高壓側(cè)的5次、7次諧波，其 濾波效果完全達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)為冶金企業(yè)節(jié)省大量設(shè)備成本和運(yùn)行成本。
權(quán)利要求1.一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，還包括電カ變壓器(SI)和移相隔離變壓器(S2)，所述電カ變壓器(SI)的高壓側(cè)接入IOkV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)與電カ變壓器(SI)之間的線路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，其特征在于，所述移相隔離變壓器(S2)輸入端串接有隔離開關(guān)(K)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，其特征在于，移相隔離變壓器(S2)的容量為電カ變壓器(SI)容量的十六分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的ー種中頻爐的諧波電流抑制系統(tǒng)，其特征在于，移相隔離變壓器(S2)將其輸入交流電源移相30度。
專利摘要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)、用電設(shè)備(R3)、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。通過(guò)移相隔離變壓器(S2)將電力變壓器(S1)輸出電源移相30度角，能有效消除電力變壓器(S1)低壓側(cè)的5次、7次諧波，通過(guò)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。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202616778SQ201220186810
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者葛政行 申請(qǐng)人:寧波海順電力電子有限公司