一種中頻爐的諧波電流抑制系統技術方案

一種中頻爐的諧波電流抑制系統，包括負載設備(R1、R2)、用電設備(R3)、電力變壓器(S1)和移相隔離變壓器(S2)，所述電力變壓器(S1)的高壓側接入10kV電網，低壓側并接負載設備(R1、R2)和用電設備(R3)，所述移相隔離變壓器(S2)串接在負載設備(R2)與電力變壓器(S1)之間的線路中。通過移相隔離變壓器(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)低壓側的5次、7次諧波，通過移相隔離變壓器(S2)消諧后，在電力變壓器(S1)的低壓側不產生諧波干擾，所以D/Yn11線路中的其他用電設備(R3)能夠不受諧波干擾正常運行。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種抑制用電設備向電網中注入諧波電流的諧波電流抑制系統，尤其是涉及一種抑制中頻爐向電網中注入諧波、保護電網中其他用電設備的諧波電流抑制系統。技術背景電力電子技術已廣泛應用到電力、冶金、化工、煤炭、通信、家電等領域，電力電子裝置多數通過整流器與電網接口，這些設備中使用過程中，向公用電網中注入大量諧波電流，使得公用電網的電壓和電流發生畸變，對公用電網中的用電設備和電網本身造成很大危害。如果公用電網中存在大量諧波電流，輸變電設備以及用電設備的效率大大降低，且諧波電流會加快用電設備絕緣老化，降低使用壽命；同時諧波電流還會嚴重干擾家電、通信系統、網絡系統等的正常運行。限制電力電子設備產生諧波的方法有兩種，其中一種是被動式的，即有源濾波和無源濾波，其中無源濾波又稱LC濾波，大型電力電子設備(如中頻電爐)一般使用的無源濾波裝置，但無源濾波裝置的濾波支路有限，容易產生過補、諧振，不能跟隨負載變化，而且受背景諧波影響較大，隨著線路阻抗的變化，無源濾波裝置的濾波效果也會發生很大變化。有源濾波設備效果雖然好，但是價格昂貴，不利于廣泛應用。參見圖1，目前大型電力電子設備尤其是中頻爐所使用的諧波電流抑制系統，包括整流變壓器S，其高壓側接為IOkV電網，低壓側分成三相三線400V的D/dO線路和三相四線400V的D/Ynll線路，負載設備Rl連接在三相四線400V的D/Ynll線路、負載設備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備R3，用電設備包括電動機、電腦、電視機、照明設備等。整流變壓器S能消除其高壓側的5次、7次諧波，也就是電網中存在的諧波。但是其低壓側的負載設備Rl、R2和用電設備R3在運行時均能產生5次、7次諧波，而且負載設備R1、R2還會產生11次、13次及以上各次諧波，這些諧波電流對用電設備R3的干擾很大，嚴重影響用電設備的使用壽命和正常運行。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中電網中存在的5次、7次及以上各次諧波電流嚴重干擾用電設備的缺點，提供了一種能有效消除各次諧波電流對用電設備干擾的諧波電流抑制系統。為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是一種中頻爐的諧波電流抑制系統，包括負載設備Rl、R2和用電設備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的高壓側接入IOkV電網，低壓側并接負載設備R1、R2和用電設備R3，所述移相隔離變壓器S2串接在負載設備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、即電力變壓器SI低壓側的各次諧波，保證電力變壓器SI低壓側的各用電設備正常運行。上述技術方案中，所述移相隔離變壓器輸入端聯接有隔離開關K。該隔離開關K隨時斷開負載設備與電網的聯接。上述技術方案中，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，大大降低了設備成本投入。上述技術方案中，移相隔離變壓器S2將輸入電源移相30度，使得負載設備R2線路中的電源相位滯后負載設備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。上述技術方案中，所述負載設備Rl、R2為中頻爐。本專利技術采用上述技術方案，獲得以下有益效果I、在負載設備R2的線路中設置移相隔離變壓器S2，通過移相隔離變壓器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低壓側的5次、7次及11次、13次以上的各次諧波，通過移相隔離變壓器S2消諧后，在電力變壓器SI的低壓側不產生諧波干擾，所以D/Ynll線路中的其他用電設備R3能夠不受諧波干擾正常運行。2、與現有技術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備成本。3、采用本專利技術技術方案的中頻爐，可以在晚上谷電時充分利用整個電力變壓器的容量，與現有技術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。附圖說明圖I為現有中頻爐所使用的諧波電流抑制系統示意圖。圖2為本專利技術提供的中頻爐諧波電流抑制系統示意圖。具體實施方式參加圖2，一種中頻爐的諧波電流抑制系統，包括電力變壓器SI、移相隔離變壓器S2、負載設備R1、負載設備R2、用電設備R3，其中負載設備Rl和負載設備R2為中頻爐。電力變壓器SI的高壓側接入IOkV電網，低壓側的線路為三相四線400V的D/Ynll線路，負載設備Rl、R2和用電設備R3均連接在該D/Ynll線路中，其中負載設備R2所在的線路中串接移相隔離變壓器S2。實施列一種中頻爐的諧波電流抑制系統，電力變壓器SI高壓側接入IOkV電網，其低壓側為三相四線400V的D/Ynll線路，該線路并接有中頻爐和用電設備R3，其中，中頻爐為負載設備Rl和R2，用電設備R3包括電腦、電視、照明設備、電動機等日常用電設備。在負載設備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，使得負載設備R2線路中的電源相位滯后負載設備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。在負載設備R2的線路中設置移相隔離變壓器S2，通過移相隔離變壓器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低壓側的5次、7次及11次、13次以上的各次諧波，通過移相隔離變壓器S2消諧后，在電力變壓器SI的低壓側不產生諧波干擾，所以D/Ynll線路中的其他用電設備R3能夠不受諧波干擾正常運行。作為優選，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的設備成本。作為優選，在移相隔離變壓器S2的高壓側設置隔離開關K，該隔離開關K隨時斷開負載設備與電網的聯接。使用本專利技術提供的中頻爐的諧波電流抑制系統，使用移相隔離變壓器S2消除電力變壓器SI低壓側的各次諧波，還有利于電力變壓器SI消除其高壓側的5次、7次諧波，其 濾波效果完全達到國家標準。同時為冶金企業節省大量設備成本和運行成本。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中頻爐的諧波電流抑制系統，包括負載設備(R1、R2)和用電設備(R3)，其特征在于，還包括電力變壓器(S1)和移相隔離變壓器(S2)，所述電力變壓器(S1)的高壓側接入10kV電網，低壓側并接負載設備(R1、R2)和用電設備(R3)，所述移相隔離變壓器(S2)串接在負載設備(R2)與電力變壓器(S1)之間的線路中。

【技術特征摘要】
1.一種中頻爐的諧波電流抑制系統，包括負載設備(R1、R2)和用電設備(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)的高壓側接入IOkV電網，低壓側并接負載設備(R1、R2)和用電設備(R3)，所述移相隔離變壓器(S2)串接在負載設備(R2)與電カ變壓器(SI)之間的線路中。2.根據權利要求I所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛政行，
申請(專利權)人：寧波海順電力電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：