专利名称：一种中频炉的谐波电流抑制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制用电设备向电网中注入谐波电流的谐波电流抑制系统，尤其是涉及一种抑制中频炉向电网中注入谐波、保护电网中其他用电设备的谐波电流抑制系统。
技术背景电力电子技术已广泛应用到电力、冶金、化工、煤炭、通信、家电等领域，电力电子装置多数通过整流器与电网接口，这些设备中使用过程中，向公用电网中注入大量谐波电流，使得公用电网的电压和电流发生畸变，对公用电网中的用电设备和电网本身造成很大危害。如果公用电网中存在大量谐波电流，输变电设备以及用电设备的效率大大降低，且谐波电流会加快用电设备绝缘老化，降低使用寿命；同时谐波电流还会严重干扰家电、通信系统、网络系统等的正常运行。限制电力电子设备产生谐波的方法有两种，其中一种是被动式的，即有源滤波和无源滤波，其中无源滤波又称LC滤波，大型电力电子设备(如中频电炉)一般使用的无源滤波装置，但无源滤波装置的滤波支路有限，容易产生过补、谐振，不能跟随负载变化，而且受背景谐波影响较大，随着线路阻抗的变化，无源滤波装置的滤波效果也会发生很大变化。有源滤波设备效果虽然好，但是价格昂贵，不利于广泛应用。参见图1，目前大型电力电子设备尤其是中频炉所使用的谐波电流抑制系统，包括整流变压器S，其高压侧接为IOkV电网，低压侧分成三相三线400V的D/dO线路和三相四线400V的D/Ynll线路，负载设备Rl连接在三相四线400V的D/Ynll线路、负载设备R2连接在三相三线400V的D/dO线路上，其中D/Ynll线路中还连接有用电设备R3，用电设备包括电动机、电脑、电视机、照明设备等。整流变压器S能消除其高压侧的5次、7次谐波，也就是电网中存在的谐波。但是其低压侧的负载设备Rl、R2和用电设备R3在运行时均能产生5次、7次谐波，而且负载设备R1、R2还会产生11次、13次及以上各次谐波，这些谐波电流对用电设备R3的干扰很大，严重影响用电设备的使用寿命和正常运行。
发明内容本发明针对现有技术中电网中存在的5次、7次及以上各次谐波电流严重干扰用电设备的缺点，提供了一种能有效消除各次谐波电流对用电设备干扰的谐波电流抑制系统。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种中频炉的谐波电流抑制系统，包括负载设备Rl、R2和用电设备R3，其特征在于，还包括电力变压器SI和移相隔离变压器S2，所述电力变压器SI的高压侧接入IOkV电网，低压侧并接负载设备R1、R2和用电设备R3，所述移相隔离变压器S2串接在负载设备R2与电力变压器SI之间的线路中。移相隔离变压器S2能有效消除其高压侧、即电力变压器SI低压侧的各次谐波，保证电力变压器SI低压侧的各用电设备正常运行。上述技术方案中，所述移相隔离变压器输入端联接有隔离开关K。该隔离开关K随时断开负载设备与电网的联接。上述技术方案中，移相隔离变压器S2的容量为电力变压器SI容量的十六分之一，大大降低了设备成本投入。上述技术方案中，移相隔离变压器S2将输入电源移相30度，使得负载设备R2线路中的电源相位滞后负载设备Rl线路中的电源相位30度。这样能形成的十二脉电路能有效消除电力变压器SI低压端线路中的5次、7次等各次谐波。上述技术方案中，所述负载设备Rl、R2为中频炉。本发明采用上述技术方案，获得以下有益效果I、在负载设备R2的线路中设置移相隔离变压器S2，通过移相隔离变压器S2将电力变压器SI输出电源移相30度角，形成十二脉电路，能有效消除电力变压器SI低压侧的5次、7次及11次、13次以上的各次谐波，通过移相隔离变压器S2消谐后，在电力变压器SI的低压侧不产生谐波干扰，所以D/Ynll线路中的其他用电设备R3能够不受谐波干扰正常运行。2、与现有技术中使用整流变压器相比，如果所使用的整流变压器S与电力变压器SI容量相同，S2移相隔离变压器是容量为电力变压器的十六分之一，这样可以降低约三分之一的设备成本。3、采用本发明技术方案的中频炉，可以在晚上谷电时充分利用整个电力变压器的容量，与现有技术中使用的整流变压器晚上只能使用一半容量相比，大大提高了电能利用率。
图I为现有中频炉所使用的谐波电流抑制系统示意图。图2为本发明提供的中频炉谐波电流抑制系统示意图。
具体实施方式
参加图2，一种中频炉的谐波电流抑制系统，包括电力变压器SI、移相隔离变压器S2、负载设备R1、负载设备R2、用电设备R3，其中负载设备Rl和负载设备R2为中频炉。电力变压器SI的高压侧接入IOkV电网，低压侧的线路为三相四线400V的D/Ynll线路，负载设备Rl、R2和用电设备R3均连接在该D/Ynll线路中，其中负载设备R2所在的线路中串接移相隔离变压器S2。实施列一种中频炉的谐波电流抑制系统，电力变压器SI高压侧接入IOkV电网，其低压侧为三相四线400V的D/Ynll线路，该线路并接有中频炉和用电设备R3，其中，中频炉为负载设备Rl和R2，用电设备R3包括电脑、电视、照明设备、电动机等日常用电设备。在负载设备R2所在的线路中串接移相隔离变压器S2，移相隔离变压器S2将其输入交流电源移相30度，使得负载设备R2线路中的电源相位滞后负载设备Rl线路中的电源相位30度。这样能形成的十二脉电路能有效消除电力变压器SI低压端线路中的5次、7次等各次谐波。在负载设备R2的线路中设置移相隔离变压器S2，通过移相隔离变压器S2将电力变压器SI输出电源移相30度角，形成十二脉电路，能有效消除电力变压器SI低压侧的5次、7次及11次、13次以上的各次谐波，通过移相隔离变压器S2消谐后，在电力变压器SI的低压侧不产生谐波干扰，所以D/Ynll线路中的其他用电设备R3能够不受谐波干扰正常运行。作为优选，移相隔离变压器S2的容量为电力变压器SI容量的1/16，这样可以降低近1/3的设备成本。作为优选，在移相隔离变压器S2的高压侧设置隔离开关K，该隔离开关K随时断开负载设备与电网的联接。使用本发明提供的中频炉的谐波电流抑制系统，使用移相隔离变压器S2消除电力变压器SI低压侧的各次谐波，还有利于电力变压器SI消除其高压侧的5次、7次谐波，其 滤波效果完全达到国家标准。同时为冶金企业节省大量设备成本和运行成本。
权利要求1.一种中频炉的谐波电流抑制系统，包括负载设备(R1、R2)和用电设备(R3)，其特征在于，还包括电カ变压器(SI)和移相隔离变压器(S2)，所述电カ变压器(SI)的高压侧接入IOkV电网，低压侧并接负载设备(R1、R2)和用电设备(R3)，所述移相隔离变压器(S2)串接在负载设备(R2)与电カ变压器(SI)之间的线路中。
2.根据权利要求I所述的ー种中频炉的谐波电流抑制系统，其特征在于，所述移相隔离变压器(S2)输入端串接有隔离开关(K)。
3.根据权利要求I所述的ー种中频炉的谐波电流抑制系统，其特征在于，移相隔离变压器(S2)的容量为电カ变压器(SI)容量的十六分之一。
4.根据权利要求2或3所述的ー种中频炉的谐波电流抑制系统，其特征在于，移相隔离变压器(S2)将其输入交流电源移相30度。
专利摘要一种中频炉的谐波电流抑制系统，包括负载设备(R1、R2)、用电设备(R3)、电力变压器(S1)和移相隔离变压器(S2)，所述电力变压器(S1)的高压侧接入10kV电网，低压侧并接负载设备(R1、R2)和用电设备(R3)，所述移相隔离变压器(S2)串接在负载设备(R2)与电力变压器(S1)之间的线路中。通过移相隔离变压器(S2)将电力变压器(S1)输出电源移相30度角，能有效消除电力变压器(S1)低压侧的5次、7次谐波，通过移相隔离变压器(S2)消谐后，在电力变压器(S1)的低压侧不产生谐波干扰，所以D/Yn11线路中的其他用电设备(R3)能够不受谐波干扰正常运行。
文档编号H02J3/01GK202616778SQ201220186810
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者葛政行 申请人:宁波海顺电力电子有限公司