非线性灯具负载的消谐无功补偿器制造技术

一种非线性灯具负载的消谐无功补偿器，其特征在于：包括三次谐振补偿支路（１）和五次谐振补偿支路（２），三次谐振补偿支路（１）和五次谐振补偿支路（２）相并联，其并联的两端接出作为本补偿器的两连线端（Ａ、Ｂ）；所述三次谐振补偿支路（１）由第一电感（Ｌ１）和第一电容（Ｃ１）串联构成，第一电感（Ｌ１）对于三次谐波的感抗等于第一电容（Ｃ１）对于三次谐波的容抗；所述五次谐振补偿支路（１）由第二电感（Ｌ２）和第二电容（Ｃ２）串联构成，第二电感（Ｌ２）对于五次谐波的感抗等于第二电容（Ｃ２）对于五次谐波的容抗。本实用新型专利技术能适应城市照明配电网及其非线性灯具负载，其兼有常规无功就地补偿和抑制谐波的功能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种针对非线性灯具负载的消谐无功补偿器，该无功补偿 器既具无功补偿、提高功率因数的作用，又具有抑制谐波污染的作用，适用于 城市照明电路中的高压钠灯、高压汞灯和金属卣化物灯等照明负载上使用。技术背景节约能源是我国经济和社会发展的 一项长远战略方针。党中央对节约型社 会建设工作高度重视，提出了落实科学发展观，加快节约型社会建设的要求。国家确定了 "十一五"时期单位生产总值GDP能源消耗降低20。/。的目标。我国照明用电约占全国总用电量的10%左右。据统计，2005年我国城市公 用照明用电近50亿KWh,约1200多万盏灯具。这说明照明节电的潜力很大。 随着经济发展和科技进步，市政建设和生活水平的迅速发展和提高，市政生活 用电设备中，高效长寿的非线性灯具负载的比重迅速增大，特别是各种节能灯 如低压荧光灯、各种高压气体放电灯，这些灯具负载大多数容量小(几十W到 几百W),但数量多，它们的整体非线性负载特性，呈现低功率因数(COS① =0.4 ~ 0.5 )。现有为了提高功率因数，通常办法是在每个灯具上并联上一电容器，以电 容器对灯具进行无功补偿，使功率因数达到要求。但是，非线性灯具负载使用 中会产生谐波，经实验证明，在灯具上并联了电容器还会进一步放大谐波电流， 增加谐波的危害。谐波注入电网，会使公用电网电压波形发生畸变，严重地污 染了电网环境，威胁着电网中各种电气设备的安全经济运行。如非线性灯具上 本身配置的无功补偿电容器就会因经受不住谐波电流而损坏，寿命缩短，据珠 海市路灯所统计，电容器因遭受谐波损坏一般寿命只有2-3年。电容器的损坏， 一方面导致无功损耗加大，不节能；另一方面，功率因数下降不达标，供电部 门就会对其进行无功损耗罚款(供电部门称附加电费)，按天津、珠海两地初步 统计全年多损失的附加电费达10%;再者，购置更换电容器的费用也很具大。因此，需要探索出一条提高非线性照明设备功率因数，减少无功压降和损 耗，在常规无功补偿基础上，既不放大谐波电流，又能消除谐波公害引起有功 附加损耗的节能措施。
技术实现思路
本技术目的是提供一种非线性灯具负载的消谐无功补偿器，既起到无功补偿的作用，提高功率因数，又抑制谐波电流，减少谐波危害。为达到上述目的，本技术采用的第一种技术方案是 一种非线性灯具 负载的消谐无功补偿器，包括三次谐振补偿支路和五次谐振补偿支路，三次谐 振补偿支路和五次谐振补偿支路相并联，其并联的两端接出作为本补偿器的两 连线端；所述三次谐振补偿支路由第一电感和第一电容串联构成，第一电感对 于三次谐波的感抗等于第一电容对于三次谐波的容抗；所述五次谐振补偿支路 由第二电感和第二电容串联构成，第二电感对于五次谐波的感抗等于第二电容 对于五次谐波的容抗。上述技术方案中的有关内容的变化及解释如下1、 上述方案中，所述两连线端之间还并联有七次谐振补偿支路，该七次谐 振补偿支路由第三电感和第三电容串联构成，第三电感对于七次谐波的感抗等 于第三电容对于七次谐波的容抗。2、 上述方案中，所述两连线端间还并联接有防谐振过电压保护支路，该防 谐振过电压保护支路由压敏电阻或氧化锌避雷器构成；当电路中发生谐振过电 压时，压敏电阻或氧化锌避雷器阻值降低，防谐振过电压保护支路导通，保护 各谐振补偿支路。此处压敏电阻应采用电压升高阻值下降的类型，压敏电阻体 积小，优先采用。3、 上述方案中，所述两连线端间还可并联上9次谐振补偿支路、11次谐 振补偿支路......甚至高通谐振补偿支路。为达到上述目的，本技术釆用的第二种技术方案是 一种非线性灯具 负载的消谐无功补偿器，包括五次谐振补偿支路和七次谐振补偿支路，五次谐 振补偿支路和七次谐振补偿支路相并联，其并联两端接出作为本补偿器的两连 线端；所述五次谐振补偿支路由第二电感和第二电容串联构成，第二电感对于 五次谐波的感抗等于第二电容对于五次谐波的容抗；所述七次谐振补偿支路由 第三电感和第三电容串联构成，第三电感对于七次谐波的感抗等于第三电容对 于七次谐波的容抗。上述技术方案中的有关内容的变化及解释如下1、上述方案中，所述两连线端间还并联接有防谐振过电压保护支路，该防 谐振过电压保护支路由压敏电阻或氧化锌避雷器构成；当电路中发生谐振过电 压时，压敏电阻或氧化锌避雷器阻值降低，防谐振过电压保护支路导通，保护 各谐振补偿支路。此处压敏电阻应采用电压升高阻值下降的类型，压敏电阻体 积小，优先采用。2、上述方案中，所述两连线端间还可并联上9次谐振补偿支路、11次谐 振补偿支路...…甚至高通谐振补偿支路。本技术设计原理是本技术以电感和电容串联构成的谐振补偿支 路有针对性的对电流特别大的三次、五次和七次谐波电流进行抑制。各谐振补偿支路对其针对的谐波电流成低阻性，使这部分电流经该支路滤除，而各谐振 补偿支路的对工频基波的阻抗成容性，以此实现无功补偿的作用。各谐振补偿支路中的电容值应该满足非线性灯具负载的无功就地补偿(对 各灯分别补偿)或无功集中补偿的要求。本技术的应用，带来以下优点和效果1、 本技术能适应城市照明配电网及其非线性灯具负载，其兼有常规无 功就地补偿和抑制谐波的功能。其综合节电率一般在10~30%之间，路灯线路 灯具负载电流将下降50% (功率因数从0.45提高到0.85 )。上述综合节电率中， 包括因谐波公害而造成2 ~ 5°/。的附加能耗，由于本技术采取了抑制谐波和 无功补偿双重节电技术方案，故节电效果显著，产品投资回报率较快，能给企 业和用户带来丰厚的回报。2、 本技术兼有常规无功就地补偿和抑制谐波的功能，降低了线路无功 电流和减少了谐波电流， 一般路灯线路无功电流将下降50%,谐波电流将下降 60~80%,从而大大降低了线路电能损耗，也降低了路灯线路电压损失，释放 了变压器及线路容量，提高了供电质量，保证了用电设备的正常运行，也发挥 了用电设备的最大功效。3、 本技术采用了多条谐振支路，对非线性灯具负载三次、五次和七次 等较大的谐波分量进行抑制，从而解决了原采用无功补偿电容器对谐波电流的 放大而造成电容器过电流过热损坏，寿命降低等一系列问题。4、 本技术能适应单灯变功率节电的需求，可按变功率的比例组成二组 滤波补偿器，随变功率切换开关同步动作，以达到全功率、降功率的无功和抑 制谐波效能的分配，解决无功过补偿和欠补偿，满足滤波实效，充分发挥谐波 治理和无功补偿的节电功效。附图说明附图1为本技术实施例一结构示意图；附图2为本技术实施例一对单相单灯补偿的应用接线示意图；附图3为本技术实施例一对三相集中补偿的应用接线示意图；附图4为本技术实施例一对变功率单灯单相补偿的应用接线示意图； 附图5为本技术实施例二结构示意图。以上附图中1、三次谐振补偿支路；2、五次谐振补偿支路；3、七次谐振 补偿支路；4、防谐振过电压保护支路；5、压敏电阻；6、氧化锌避雷器；7、 本技术补偿器；8、灯具装置；A、连线端；B、连线端；Ll、第一电感； Cl、第一电容；L2、第二电感；C2、第二电容；L3、第三电感；C3、第三电 容；Sl、变功率切换开关。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非线性灯具负载的消谐无功补偿器，其特征在于：包括三次谐振补偿支路（１）和五次谐振补偿支路（２），三次谐振补偿支路（１）和五次谐振补偿支路（２）相并联，其并联的两端接出作为本补偿器的两连线端（Ａ、Ｂ）；所述三次谐振补偿支路（１）由第一电感（Ｌ１）和第一电容（Ｃ１）串联构成，第一电感（Ｌ１）对于三次谐波的感抗等于第一电容（Ｃ１）对于三次谐波的容抗；所述五次谐振补偿支路（１）由第二电感（Ｌ２）和第二电容（Ｃ２）串联构成，第二电感（Ｌ２）对于五次谐波的感抗等于第二电容（Ｃ２）对于五次谐波的容抗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵文俊，
申请(专利权)人：邵文俊，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]