專利名稱：一種啟閉機節(jié)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種啟閉機電裝置，特別涉及用濾波器對電網(wǎng)進行濾波、消諧、減小浪涌和改善功率因數(shù)，用變頻方式進行智能調(diào)速，為啟閉機提供穩(wěn)定、節(jié)約的動力電源。
背景技術：
船閘動力節(jié)能的主要研究內(nèi)容是控制諧波電流、諧波電壓的畸變率。隨著江蘇航運業(yè)務的不斷提升，船舶過閘頻率不斷加快，導致用于船閘驅(qū)動的鼠籠式交流感應電機啟停頻繁，加上船閘閘閥門的啟閉過程采用變頻技術和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)生的來源主要有兩個方面一是環(huán)境的。雷電感應電壓、輸變電站大型開關的閉合、附近大型負載的起停，都會伴隨有瞬變進入到用電系統(tǒng)。環(huán)境因素產(chǎn)生的瞬變占一個系統(tǒng)瞬變總量的20%-30% ;二是用電系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的，它占一個系統(tǒng)瞬變總量的70%-80%。任何負載的起停和運行都會產(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主要來源。它可能是由不良和松動的電氣連接引起，或由老舊的不干凈的電刷引起。而整個系統(tǒng)產(chǎn)生出的大量的、無時不在的瞬變、浪涌和諧波，通過設備線路擴散，反饋到電網(wǎng)中，影響到整個系統(tǒng)。大量的科學研究已經(jīng)證明，瞬流使一個用電系統(tǒng)的電耗增加的方式有三種系統(tǒng)效率下降。對于變壓器而言，瞬變、浪涌和諧波將使變壓器效率降低10%_30%。電機溫度升高。電機的溫升是由于瞬流使電感性負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，因而使電機的運行溫度上升。電機溫度每上升一度，大約增加4%的電耗。電表轉(zhuǎn)速加快。驅(qū)動電度表表盤的同時性力矩的大小,取決于電路中同時性的線電壓與線電流的大小。由于瞬流是突發(fā)式的過壓，它會導致作用于電度盤上的同時性力矩突然發(fā)生變化，從而導致電表轉(zhuǎn)速加快。其結果，它會導致電度表對一個系統(tǒng)總的用電量的過度計量，此種過度計量，最高幅度可達30%。可見瞬流的危害是不僅會使一個系統(tǒng)的電耗增加，用戶多付電費；而且會嚴重影響到設備的安全。除電機外，瞬流還影響到所有的電子設備、電腦系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)、配電設備，使它們蕩機、損壞、壽命縮短、發(fā)生火災等。有關諧波電流、諧波電壓的畸變率的強制性規(guī)定IEEE519-1992規(guī)定諧波電壓和電流THD不能超過8%和20. 8% ；GB/T14549-1999規(guī)定諧波電壓和電流THD不能超過5%和16%。
發(fā)明內(nèi)容為了解決以上不足，本實用新型提供一種啟閉機節(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]本實用新型的技術方案是這樣實現(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)測儀上設有通信接口，綜合電力監(jiān)測儀連接電源、諧波電路和電抗串聯(lián)電容電路。綜合電力監(jiān)測儀不斷對電源的電壓和電流進行采樣，通過通信接口，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上，控制電機的工作。按照以上方式設計的啟閉機節(jié)電裝置，可以消除船閘閘閥門的啟閉過程中變頻調(diào)速和PID控制過程產(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家標準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工作。

圖I為本實用新型的控制原理框圖。
具體實施方式
參見圖1，一種啟閉機節(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)測儀連接通信接口。變頻器還設有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)，其總輸出接在電機上。工作過程為綜合電力監(jiān)測儀不斷對電源的電壓和電流進行采樣，通過連接通信接口，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。諧波濾波電路對由變頻器控制的電機產(chǎn)生的諧波進行濾波，擬制諧波進入三相供電電網(wǎng)，電抗串聯(lián)電容電路對諧波濾波電路和變頻器進行就地功率因數(shù)補償。當變頻器故障時，通過旁路切換電路使其連接的電機不需要變頻器直接控制。綜合電力監(jiān)測儀通過對三相電壓電流的實時采集，不僅具有電能計量功能，還具有諧波檢測功能，根據(jù)檢測到的三相諧波幅度，動態(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償電容的投入量；綜合電力監(jiān)測儀通過通信接口接收外部指令，動態(tài)控制變頻器；綜合電力監(jiān)測儀通過通信接口將實時計量數(shù)據(jù)和諧波數(shù)據(jù)發(fā)送。實驗測試數(shù)據(jù)如下IlKW馬達滿載測試加裝與不加裝啟閉機節(jié)電裝置的電能比較不加裝啟閉機節(jié)電裝置數(shù)據(jù)
權利要求1.一種啟閉機節(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)測儀、電機，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，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)測儀連接電源、諧波電路和電抗串聯(lián)電容電路。
2.根據(jù)權利要求I所述的啟閉機節(jié)電裝置，其特征在于綜合電力監(jiān)測儀上設有通信接口。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的啟閉機節(jié)電裝置，其特征在于啟閉機節(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)。
專利摘要本實用新型公開了一種啟閉機節(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)測儀，綜合電力監(jiān)測儀連接通信接口。變頻器還設有旁路切換電路，該旁路切換電路與變頻器并聯(lián)。本實用新型能提供穩(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H02J3/01GK202772577SQ20122044929
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權日2012年9月5日
發(fā)明者楊亞東, 劉鎮(zhèn)陽, 劉洪軍, 黃捷, 蔡遠, 運國菊 申請人:江蘇省泰州市航道管理處, 劉鎮(zhèn)陽, 劉洪軍