專利名稱：適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種濾諧波裝置，具體涉及一種節能的、適用于中頻爐的智能濾諧波
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
隨著冶金行業由燃煤的高爐(沖天爐)向電爐的轉變，特別是中頻爐在冶金行業的應用，大量的中頻爐的中頻電源在進行頻率變換的過程中，電流畸變率達到30%左右，電壓畸變率約10%，電流的變換會引起電網電流畸變，影響電網的供電質量，從而使電網供電品 質下降、電網附加損耗增加，同時還會導致網內的用電設備損耗增加、壽命縮短，嚴重影響周邊電器的正常工作。目前中頻爐諧波污染的治理，主要采取無源濾波器、組合濾波器和有源濾波器三種方式，均并聯在線路中。這三種方式中，前兩種只能有針對性的對5次和7次諧波進行治理，其諧波治理后，電流畸變率達到15%左右，諧波電流仍然不能達到12%的要求，對諧波電壓基本沒有治理效果，更不能滿足小于5%的標準要求，不能有效的消除諧波；有源濾波方式雖然濾波效果好，消諧后諧波含量約占10%左右，但存在價格昂貴、故障率高、體積大等缺點。此外，許多國產的中頻爐還存在功率因數低的問題，采用無功補償時，由于中頻爐負荷變化比較頻繁，所以，會引起電容器自動投切動作頻繁，電容器受諧波影響大，沖擊電流，壽命、容量衰減快。
發明內容
為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種能有效消除中頻爐設備在頻率變換時產生的諧波，并抑制浪涌電流、提高功率因素、保證電網品質的濾諧波節能裝置，而且該濾諧波裝置可對電容器投切實現智能控制。為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案
一種適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，包括諧波濾波主機、第一接觸器、第二接觸器、電抗器、電容器、中頻電源、互感器以及可程式控制器，前述諧波濾波主機的輸入端與三相電源連接、輸出端與中頻電源連接；前述第一接觸器與諧波濾波主機并聯；前述電抗器的輸出端與電容器連接、輸入端與第二接觸器連接，第二接觸器的輸入端再與諧波濾波主機的輸出抽頭連接，前述電容器內部采用三角形連接方式接線；諧波濾波主機的輸出端具有u\v\w三條線，前述互感器連接于V線上；前述可程式控制器的輸入端與互感器連接、輸出開關接在第二接觸器的控制線圈上。前述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，前述電抗器為三相調諧電抗器。優選的，前述三相調諧電抗器的電抗率為5_16%。更為優選的，前述三相調諧電抗器的電抗率為7%。
前述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，前述中頻電源為三相六脈沖整流的中頻電源。前述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，還包括電力監控儀表，前述電力監控儀表的電壓采樣線接在諧波濾波主機的輸入端，電流采樣線通過互感器轉換后接入，前述互感器穿在三相電源的輸出端上。優選的，前述電力監控儀表具有數據傳輸模塊。
本發明的有益之處在于在中頻電源前串聯諧波濾波主機可有效阻止中頻爐產生的諧波電流和諧波電壓向電網傳輸，然后在諧波濾波主機的輸出抽頭上通過由可程式控制器智能控制的第二接觸器控制連接電抗器和電容器，形成LC濾波回路，可提供一個智能的諧波的導流通道，將中頻電源產生的大量諧波通過電抗和電容的耦合而相互抵消；相互抵消的同時，既可避免因濾波電容器在中頻爐不工作時長期投入工作而造成的功因過補現象，又可避免因功因控制方式造成電容器頻繁切換的問題。
圖I是本發明適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置的一個具體實施例的電路結構示意 圖2 (a)、(b)分別是加裝本發明濾諧波裝置前中頻爐的電壓、電流波形 圖3 (a)、(b)分別是加裝本發明濾諧波裝置后中頻爐的電壓、電流波形 圖中附圖標記的含義1-諧波濾波主機，2-第一接觸器，3-第二接觸器，4-電抗器，
5-電容器，6-中頻電源，7-互感器，8-可程式控制器，9-電力監控儀表，10-三相電源。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。參照圖1，本發明的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置包括諧波濾波主機I、第一接觸器2、第二接觸器3、電抗器4、電容器5、中頻電源6、互感器7以及可程式控制器
8。各器件具體的連接方式如下
諧波濾波主機I的輸入端R\S\T與三相電源10的A\B\C連接，輸出端U\V\W與中頻電源6的L1\L2\L3連接，諧波濾波主機I與中頻電源6形成串聯關系；第一接觸器2的兩端分別與諧波濾波主機I的輸入端趴3\1\輸出端U\V\W連接，二者形成并聯關系；電抗器4的輸出端U1\V1\W1與電容器5的三個接線柱a\b\c連接，輸入端R1\S1\T1與第二接觸器3的輸出端連接，第二接觸器3的輸入端再與諧波濾波主機I的輸出抽頭CR\CS\CT連接，其中，電容器5內部采用三角形連接方式接線；諧波濾波主機I的輸出端具有U\V\W三條線，互感器7連接于V線上；可程式控制器8的輸入端與互感器7連接，具體的，互感器7的L和K接在可程式控制器8的I+和I-上，可程式控制器8的輸出開關接在第二接觸器3的控制線圈上。作為一種優選的方案，電抗器4為三相調諧電抗器，更為優選的是，該三相調諧電抗器的電抗率為5-16%，其中以電抗率為7%的三相調諧電抗器的使用效果最佳。作為一種優選的方案，中頻電源6為三相六脈沖整流的中頻電源。在本發明中，與諧波濾波主機I并聯的第一接觸器2在濾波電路故障或維護時可以切換到市電狀態工作，從而使中頻爐不會因濾波電路停止工作而影響生產進度的正常進行；互感器7用于測量濾波電路工作時的電流，并將電流輸入給可程式控制器8，可程式控制器8將互感器7測量到的電流和設定電流進行比較，決定第二接觸器3是否啟動，這樣可以根據電流的大小，自動、智能的控制接在諧波濾波主機I的輸出抽頭CR\CS\CT上的LC濾波補償回路的工作以及功率因數補償部分的動作，該LC濾波補償回路由濾波補償電抗器4和電容器5組成。由于是電流控制，電流值達到設定值時，啟動LC濾波補償電路，既避免了LC濾波補償電路在中頻爐不工作時繼續工作的問題，也使功率因數補償電容不會隨外界負荷的變化而發生過補或少補的動作切換，減少了電容器5頻繁投切的現象。為了更好的監測濾諧波節能裝置的效果，本發明的濾諧波節能裝置還包括電力監控儀表9。電力監控儀表9安裝于諧波濾波主機I的輸入端，其電壓采樣線接在諧波濾波主機I的輸入端! ””上，電流采樣線通過互感器(未圖示)轉換后接入，該互感器穿在三相電源10的輸出端A\B\C上。接入電力監控儀表9后，可實時的、有效的將濾諧波節能裝置的工作狀態、電力數據測試并顯示出來，供操作人員或設備人員觀測和判斷設備是否正常工作、中頻爐工作的電力數據是否正常。作為一種優選的方案，電力監控儀表9具有數據傳輸模塊，其測試得到的數據通過數據傳輸模塊可實現智能傳輸、遠程監控。本發明的智能濾諧波節能裝置兼有消諧、減小浪涌和改善功率因數的作用，消諧后電流畸變率降到10%以下，電壓畸變率降到5%以下，電壓波形和電流波形校正為正弦波，具體參見圖2 (a)、(b)和圖3 (a)、(b);本發明的智能濾諧波節能裝置還具有故障率低、價格合理、容量大等特點，容量可達175KW-6000KW ;同時，由于智能濾諧波節能裝置的電容器除了具有補償吸收諧波作用之外，還對系統的功率因數進行了補償，從而使系統的功率因數始終保持在O. 95以上。
需要說明的是，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，包括諧波濾波主機(I)、第一接觸器(2)、第二接觸器(3)、電抗器(4)、電容器(5)、中頻電源(6)、互感器(7)以及可程式控制器(8)，上述諧波濾波主機(I)的輸入端與三相電源連接、輸出端與中頻電源(6)連接；上述第一接觸器(2)與諧波濾波主機(I)并聯；上述電抗器(4)的輸出端與電容器(5)連接、輸入端與第二接觸器(3)連接，第二接觸器(3)的輸入端再與諧波濾波主機(I)的輸出抽頭連接，上述電容器(5)內部采用三角形連接方式接線；諧波濾波主機(I)的輸出端具有U\V\ff三條線，上述互感器(7)連接于V線上；上述可程式控制器(8)的輸入端與互感器(7)連接、輸出開關接在第二接觸器(3)的控制線圈上。
2.根據權利要求I所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，上述電抗器(4)為三相調諧電抗器。
3.根據權利要求2所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，上述三相調諧電抗器的電抗率為5-16%。
4.根據權利要求3所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，上述三相調諧電抗器的電抗率為7%。
5.根據權利要求I所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，上述中頻電源(6 )為三相六脈沖整流的中頻電源。
6.根據權利要求I至5任意一項所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，還包括電力監控儀表(9)，上述電力監控儀表(9)的電壓采樣線接在諧波濾波主機(O的輸入端，電流采樣線通過互感器轉換后接入，上述互感器穿在三相電源的輸出端上。
7.根據權利要求6所述的適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，上述電力監控儀表(9)具有數據傳輸模塊。
全文摘要
本發明公開了一種適用于中頻爐的智能濾諧波節能裝置，其特征在于，包括諧波濾波主機、第一/二接觸器、電抗器、電容器、中頻電源、互感器及可程式控制器，前述諧波濾波主機與中頻電源串聯，與第一接觸器并聯，輸出抽頭連有LC濾波補償回路，V線上還連接有互感器；前述可程式控制器一端與互感器連接、另一端接在第二接觸器的控制線圈上。本發明的有益之處在于在諧波濾波主機的輸出抽頭上通過由可程式控制器智能控制的第二接觸器控制連接電抗器和電容器，提供了一個智能的諧波的導流通道，將中頻電源產生的大量諧波通過電抗和電容的耦合而相互抵消，同時，既可避免電容器的功因過補現象，又可避免電容器頻繁切換的問題。
文檔編號H02J3/01GK102969719SQ20121055393
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者劉洪軍, 彭鎮權 申請人:昆山協穩環保節能有限公司