三相平衡系统综合节电器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于600V以下用电系统当中的三相平衡系统综合节电器。该节电器包括散热风扇、连接在电路中的用来实现节电与非节电两种不同状态相互切换的自动转换开关；与该自动转换开关连接的绕线铁芯；以及与该绕线铁芯连接的用来保护主回路不会因过载而造成事故的空气开关。本实用新型专利技术的目的是提供该装置能够使得谐波，浪涌，无功功率等问题能得到有效解决，减少电耗，提高电力品质，节约电能。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁平衡理论与电子
，具体来说涉及一种应用于600V 以下用电系统当中的三相平衡系统综合节电器。技术背景目前，能源危机日趋严峻，我国已经把节能减排纳入国策，所以节能是全社会的责 任和义务。国内技术研究主要应用变频技术，降低启动电流及控制启动频率，但变频技术会 产生谐波污染用电系统，还会浪费电能，所以有很多地方已经放弃使用变频技术或减少使 用了
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本技术的目的是提供一种应用于600V以下用电系统当 中的三相平衡系统综合节电器。该装置能够使得谐波，浪涌，无功功率等问题能得到有效解 决，减少电耗，提高电力品质，节约电能。本技术的具体技术方案如下该节电器包括散热风扇、连接在电路中的用来实现节电与非节电两种不同状态相 互切换的自动转换开关(ATS)；与该自动转换开关连接的绕线铁芯(TR机芯)；以及与该绕 线铁芯连接的用来保护主回路不会因过载而造成事故的空气开关(ACB)；其特征在于，所 述绕线铁芯为横置的“日”字形，三根竖直方向的绕线柱中，在第一绕线柱上部逆时针缠绕 复数圈线圈后，继续在第二绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈，再在第一绕线柱下部逆时 针缠绕复数圈线圈，然后与零线连接；在第二绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈后，继续在 第三绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈，再在第二绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈，然 后与零线连接；在第三绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈后，继续在第一绕线柱中部顺时 针缠绕复数圈线圈，再在第三绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈，然后与零线连接。根据上述方案，当该节电设备内部温度达到设定值时风扇自动启动，当主回路过 载时ACB自动切断后自动转到ATS旁路状态，如没有ACB保护机芯时，节电器机芯会损坏。上述装置中的绕线铁芯具备以下特点1、这种自藕式变压器的机芯无需消耗接缝的磁化容量，磁路中无气隙，大大减少 了励磁电流，提高了功率因素，降低电网损耗，从而改善了电网的供电质量。2、环型铁芯充分利用硅钢片的取向性，铁芯磁路与硅钢片的晶粒取向完全一致， 消除了因磁路与硅钢片取向不一致所增加的损耗，可使损耗降低。3、环型铁芯自身是一个无接缝的整体，在运行时的噪声水平能降低到40-50db，保 护了环境，因此，适合于室内安装使用。另外，本技术所述节电装置还具备以下优点1、调整供电电压；由于发电电网并网和电网升压改造，使我们使用的电压普遍偏高，特别是晚上电 压更高。有些单位晚上的电压甚至高达415伏，此时的电气设备均在高于额定电压380伏 的状态下运行，导致设备的发热，缩短使用寿命。试验证明，白炽灯的电源电压升高5 %，其寿命降低47 %，荧光灯电压升高10 %， 其使用寿命降低15%。而大量带有铁芯的电气设备(如电动机、变压器、接触器、电磁铁 等)，如果电压升高会弓I起铁损和铜损的增加。因为电气设备在过于额定电压和电流状态下 运行时，铁芯损耗与总的电压的平方成正比，所以形成了较大的能源浪费，并且会降低设备 的平均使用寿命。通过节电器调整后的供电电压，减少了不必要的损耗，从而达到节电的目 的，保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。2、平衡三相电源；由于当前单相用电设备的使用，单相设备的功率普遍较大，单相电子设备的应用 较为普遍。大功率电子器件不断应用使用户端的电网质量为三相不平衡(如某工厂的车间 三相总电流分别为Ia = 207A, Ib = 114A，Ic = 270A)，由于三相电源不平衡造成零序电流 过大，零点移位，由此引发三相不对称。三相不平衡电流可以分解为正序、负序和零序电流， 其中负序电流在动力源上起增大能量消耗的作用。使用本节电器后，可以自动补偿部分无 功电流。可以证明，该节电器在运行时能够在一定范围内调整三相电源不平衡的作用。3、抑制高次谐波；该节电器自身不会产生高次谐波，同时能抑制从电源侧侵入的高次谐波。电网上 的高次谐波来源很多，如大气电压雷击、临近大功率设备的开停、周围使用电焊机、晶闸管 设备的运行灯均为高次谐波形成的原因。高次谐波的组成主要是包含3次、5次谐波，也就 是周波频率为150周和250周的谐波，以及高能浪涌电压和电流形成的尖锐脉冲波。而运 行设备的铁芯损耗与频率的1. 5次方成正比，使用了该节电器能够抑制高次谐波。谐波频 率越高，抑制作用越强烈，实验和研究证明，高次谐波形成的损耗在整个用电量上占有相当 高的比例(5% -40% )。本节电器既可以抑制来自电源的各类谐波，游可以对使用电气设备 所形成的谐波成分减少，从而起到清洁电网的作用，达到省电的效果。4、改善功率因数；本节电器能够改善负载的功率因数。由于本节电器采用了专利技术所涵盖的特殊 的电气连接设计，因此有零相分电流的相互抵消的效果，减少了电流与电压的相位差，自动 改善了功率因数。5、降低总负载电流；使用该节电器，降低了用电负载从电网索取的电流，一般可以降低6_10%，这样既 达到了省电，又达到了扩容的目的，也就是在不增加主变压器容量或不加粗配电线路电缆 的前提下，加装节电器后可以继续增加用电设备。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本技术。图1为本技术节电器中的绕线铁芯的结构图。图2为本技术节电器的电路结构示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本技术。本技术所述节电器是利用电磁平衡原理和控制相位差技术，采用自耦变压器 绕线技术，通过特殊设计的绕线铁芯是按一定特殊要求规则将线圈绕在三柱式铁芯上面。如图1所示，具体结构为在第一绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈R后，继续在第 二绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈R，再在第一绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈R，然 后与零线N连接；在第二绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈S后，继续在第三绕线柱中部顺 时针缠绕复数圈线圈S，再在第二绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈S，然后与零线N连接； 在第三绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈T后，继续在第一绕线柱中部顺时针缠绕复数圈 线圈T，再在第三绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈T，然后与零线N连接。由于各相绕组所产生的反向磁通交汇在同一个铁芯上，使得三相磁势得到平衡， 因此输出电压得到平衡，同时通过副绕组之间磁束相互抵消，抑制零相分电流的产生和衰 减高次谐波。参见图2，该图为本技术所述节电器的具体电路。从中可知该设备主要由绕线 铁芯(TR机芯)，ATS自动转换开关及ACB开关组成，其他是显示灯及辅助原件，连接关系是 机芯连接ACB保护后，在连接ATS自动转换开关(当运行过载时ACB切断同时ATS自动切 换到另一状态，从而实现旁路及保护节电设备之作用。综上所述，使用此技术的节电器，巧妙的减少了因负荷而产生的电流、电压的不平 衡及高次谐波，改善了电力品质。同时因为有零相分电流相互抵消的特殊效果，所以减少了 电流与电压的相位差，自动改善功率因素。另一方面，接入节电器后，电源系统内相当于接入了电抗器或滤波器，不但大大降 低了电动机的起动电流，还有效地抑制了种种原因产生的瞬变浪涌电流。有效地克服了由 于瞬变浪涌造成的系统使用效率下降、设备误动作、电表转数加快等的不良后果从而产生 不必要本文档来自技高网...

【技术保护点】
三相平衡系统综合节电器包括散热风扇、连接在电路中的用来实现节电与非节电两种不同状态相互切换的自动转换开关；与该自动转换开关连接的绕线铁芯；以及与该绕线铁芯连接的用来保护主回路不会因过载而造成事故的空气开关；其特征在于，所述绕线铁芯为横置的“日”字形，三根竖直方向的绕线柱中，在第一绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈后，继续在第二绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈，再在第一绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈，然后与零线连接；在第二绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈后，继续在第三绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈，再在第二绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈，然后与零线连接；在第三绕线柱上部逆时针缠绕复数圈线圈后，继续在第一绕线柱中部顺时针缠绕复数圈线圈，再在第三绕线柱下部逆时针缠绕复数圈线圈，然后与零线连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴声，潘骁东，
申请(专利权)人：上海俭邦节能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31