[实用新型]一种中频炉的谐波电流抑制系统

说明书

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。

背景技术

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10kV电网，低压侧分成三相三线400V的D/d0线路和三相四线400V的D/Yn11线路，负载设备R1连接在三相四线400V的D/Yn11线路、负载设备R2连接在三相三线400V的D/d0线路上，其中D/Yn11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R1、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R1、R2和用电设备R3，其特征在于，还包括电力变压器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。移相隔离变压器S2能有效消除其高压侧、即电力变压器S1低压侧的各次谐波，保证电力变压器S1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S1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R1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S1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R1、R2为中频炉。

本发明采用上述技术方案，获得以下有益效果：

1、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S1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S1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。

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S1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。

附图说明

图1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