本實用新型屬于電力系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種零序諧波治理裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

諧波存在電力系統(tǒng)已經(jīng)很多年了，但是，近年來這個問題由于出現(xiàn)的以下兩種趨勢而變得更加嚴重，一種是：為改善系統(tǒng)功率因數(shù)而大量裝設(shè)電容器組；另一種是：隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高系統(tǒng)的可靠性和效率而廣泛采用電力電子變流器，如LED燈、節(jié)能燈、調(diào)光器、UPS、電子醫(yī)療設(shè)備、科學實驗設(shè)備、計算機、微波爐、手機充電器等單相非線性負荷。這些設(shè)備在工作過程中會產(chǎn)生諧波電流，其中3次諧波的危害尤其嚴重：增加系統(tǒng)能耗、中性線過熱、加速電纜老化、導致火災(zāi)；諧波集膚效應(yīng)嚴重，導致斷路器頻繁跳閘，噪音增大；導致變壓器過熱，縮短變壓器的壽命，降低變壓器的使用裕度；諧波通過感性耦合干擾醫(yī)療電子精密設(shè)備正常運行。在3次諧波導致的各種危害當中，中性線過熱的問題最為嚴重。中性線過熱往往是現(xiàn)代建筑物中的火災(zāi)隱患。但目前的諧波濾波器一般只針對相線中的諧波進行濾除，不能很好的對中性線中的零序諧波進行濾除，影響設(shè)備的正常使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提出一種零序諧波治理裝置及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中諧波濾波器一般只針對相線中的諧波進行濾除，不能很好的對中性線中的零序諧波進行濾除，影響設(shè)備正常使用的技術(shù)問題。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

零序諧波治理裝置，包括與三相線和中性線星型連接的第一濾波通道和與中性線連接的第二濾波通道，所述第一濾波通道與所述第二濾波通道并聯(lián)，

所述第一濾波通道包括依次串聯(lián)的接觸器、熱繼電器、電抗器和電容器，

所述第二濾波通道包括相互并聯(lián)的電抗器和電容器，

所述第一濾波通道與所述相線的進線端或出線端之間、所述第二濾波通道與所述中性線的進線端或出線端之間均依次連接有電流表和斷路器。

作為進一步的技術(shù)方案，還包括啟動開關(guān)，所述啟動開關(guān)一端與所述三相線中的一個相線連接，另一端與所述接觸器、所述熱繼電器、所述中性線依次連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述電抗器和所述電容器上均設(shè)置有光纖傳感器，

所述中性線和所述三相線上均設(shè)置有電能質(zhì)量監(jiān)測儀，

所述光纖傳感器和所述電能質(zhì)量監(jiān)測儀均與控制器連接，所述控制器與顯示單元、降溫單元和報警單元均連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述控制器還與存儲單元連接。

作為進一步的技術(shù)方案，還包括用于采集所述電抗器的電壓、電流和直流電阻值的數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述電抗器和所述控制器均連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述降溫單元為排風降溫裝置。

作為進一步的技術(shù)方案，所述報警單元單獨設(shè)置或者與所述顯示單元一體式設(shè)置。

作為進一步的技術(shù)方案，所述三相線和所述中性線上還設(shè)置有過載保護單元和過流保護單元。

一種零序諧波治理系統(tǒng)，包括變壓器、終端和零序諧波治理裝置，所述變壓器二次側(cè)三相線分別與所述終端和所述零序諧波治理裝置連接，所述變壓器二次側(cè)中性線與所述零序諧波治理裝置和所述終端依次連接。

作為進一步的技術(shù)方案，所述零序諧波治理裝置和所述終端之間還設(shè)置有無功補償模塊。

本實用新型使用原理及有益效果為：

1、本實用新型設(shè)計了一種零序諧波治理裝置可同時減少相線和中性線上零序諧波的含量，大大降低中性線上的運行電流，有效改善中性線運行環(huán)境。該裝置設(shè)置了與每一個相線(A、B、C)分別連接的第一濾波通道(L-C濾波通道)，和與中性線(N)連接的第二濾波通道。其中第一濾波通道中設(shè)置了相互串聯(lián)的電抗器(L1～3)和電容器(C1～3)，第二濾波通道中設(shè)置了相互并聯(lián)的電抗器(L4) 和電容器(C4)。使用時可根據(jù)需要調(diào)節(jié)第一濾波通道和第二濾波通道中的電感 (L)值和電容(C)值，使得第一濾波通道對3次諧波呈現(xiàn)低阻抗，以達到濾除3次諧波的目的；第二濾波通道對3次諧波呈現(xiàn)高阻抗，以達到阻斷3次諧波流通目的。其中三個第一濾波通道采用星型連接后其交點與中性線上的第二濾波通道并聯(lián)。

另外，第一濾波通道與相線的進線端或出線端之間、第二濾波通道與中性線的進線端或出線端之間均依次連接有電流表和斷路器(QF1、QF2)，電流表的設(shè)置使得用戶可通過觀看電流表上的數(shù)字查看裝置的濾波效果，斷路器的設(shè)置增加了線路本身的過載、短路和欠電壓保護功能，可有效保護線路和電源的使用安全。

同時，中性線和三相線上還設(shè)置了電能質(zhì)量監(jiān)測儀，電能質(zhì)量監(jiān)測儀的設(shè)置實現(xiàn)了線路中電壓、電流的實時監(jiān)控，與電流表相配合實現(xiàn)了零序諧波治理裝置的雙重實時監(jiān)測，確保了其監(jiān)測系統(tǒng)測試的準確性和可靠性。電抗器L和電容器C上均設(shè)置有光纖傳感器，光纖傳感器的設(shè)置實現(xiàn)了抗器和電容器工作溫度的實時監(jiān)測，與電能質(zhì)量監(jiān)測儀監(jiān)測結(jié)果相配合，可使用戶及時發(fā)現(xiàn)異常部件，并將結(jié)果及時傳送至控制器，由控制器將對數(shù)據(jù)進行分析后將結(jié)果通過顯示單元輸出，并控制降溫單元和/或報警單元工作，提醒用戶及時排除故障，保證設(shè)備的正常運行。

本實用新型所介紹的零序諧波治理裝置構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，制造成本低，選型容易，一套裝置類似一個元件，且使用過程中功率損耗很低，實現(xiàn)了同類產(chǎn)品中無法解決的技術(shù)問題。

2、本實用新型控制器還與存儲單元連接，使得控制器可隨時將設(shè)備運行情況進行存儲，便于用戶后期對相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢，以了解設(shè)備工作性能的穩(wěn)定度，進而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備不足對相關(guān)部件進行更換或維修。這一設(shè)置大大提高了設(shè)備的智能化和檢修效率，節(jié)省了工作時間，設(shè)置科學合理。

3、本實用新型設(shè)置了與電抗器連接的數(shù)據(jù)采集單元，用于電抗器工作性能的實時監(jiān)測，這一設(shè)置便于用戶及時發(fā)現(xiàn)電抗器異常，及時對其工況進行調(diào)整，保證其工作性能的長期穩(wěn)定，避免電抗器長期在不穩(wěn)定的工作環(huán)境下使用，對其使用壽命造成影響，增加用戶的維修和使用成本。

另外，第一濾波通道與相線的出線端之間、第二濾波通道與中性線的出線端之間均依次設(shè)置有過載保護單元和過流保護單元。這一設(shè)置保證了裝置使用性能的穩(wěn)定性和安全性，符合用戶的使用需求，設(shè)置科學、合理。

4、本實用新型改變了零序諧波治理裝置設(shè)置在變壓器二次側(cè)的固有模式，將其安裝在終端負荷處，這一設(shè)置使得線路中的電流在通過零序諧波治理裝置濾波后直接用于終端供電，避免了經(jīng)零序諧波治理裝置濾波后的電流在長距離傳輸過程中產(chǎn)生新的諧波對終端造成損傷，保證了終端的使用壽命，設(shè)置合理。

5、本實用新型在零序諧波治理裝置和終端之間增設(shè)了無功補償模塊，使得諧波治理系統(tǒng)集成了零序濾波、無功補償兩大功能，零序諧波治理裝置將線路中的零序諧波電流降低到一定程度；無功補償模塊對其進行實時動態(tài)補償；進一步減少電網(wǎng)的損耗，有效地保證了配網(wǎng)的電能質(zhì)量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型控制結(jié)構(gòu)框線示意圖；

圖3為本實用新型中零序諧波治理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-零序諧波治理裝置，11-控制器，12-第二濾波通道，13-光纖傳感器， 14-電流表，15-斷路器，16-電能質(zhì)量監(jiān)測儀，17-第一濾波通道，171-接觸器， 172-熱繼電器，173-電抗器，174-電容器，18-存儲單元，19-顯示單元，110-降溫單元，111-報警單元，112-數(shù)據(jù)采集單元，113-啟動開關(guān)，2-變壓器，3-終端。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1～3所示，本實用新型提出的零序諧波治理裝置，包括與三相線和中性線星型連接的第一濾波通道17和與中性線連接的第二濾波通道12，第一濾波通道17與第二濾波通道12并聯(lián)，

第一濾波通道17包括依次串聯(lián)的接觸器171、熱繼電器172、電抗器173 和電容器174，

第二濾波通道12包括相互并聯(lián)的電抗器173和電容器174，

第一濾波通道17與相線的進線端或出線端之間、第二濾波通道12與中性線的進線端或出線端之間均依次連接有電流表14和斷路器15。

本實用新型設(shè)計了一種零序諧波治理裝置可同時減少相線和中性線上零序諧波的含量，大大降低中性線上的運行電流，有效改善中性線運行環(huán)境。該裝置設(shè)置了與每一個相線(A、B、C)分別連接的第一濾波通道17(L-C濾波通道)，和與中性線(N)連接的第二濾波通道12。其中第一濾波通道17中設(shè)置了相互串聯(lián)的電抗器173(L1～3)和電容器174(C1～3)，第二濾波通道12中設(shè)置了相互并聯(lián)的電抗器173(L4)和電容器174(C4)。使用時可根據(jù)需要調(diào)節(jié)第一濾波通道17和第二濾波通道12中的電感(L)值和電容(C)值，使得第一濾波通道17對3次諧波呈現(xiàn)低阻抗，以達到濾除3次諧波的目的；第二濾波通道12對3次諧波呈現(xiàn)高阻抗，以達到阻斷3次諧波流通目的。其中三個第一濾波通道17采用星型連接后其交點與中性線上的第二濾波通道12并聯(lián)。

另外，第一濾波通道17與相線的進線端或出線端之間、第二濾波通道12 與中性線的進線端或出線端之間均依次連接有電流表14和斷路器15(QF1、 QF2)，電流表14的設(shè)置使得用戶可通過觀看電流表14上的數(shù)字查看裝置的濾波效果，斷路器15的設(shè)置增加了線路本身的過載、短路和欠電壓保護功能，可有效保護線路和電源的使用安全。

本實用新型所介紹的零序諧波治理裝置構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，制造成本低，選型容易，一套裝置類似一個元件，且使用過程中功率損耗很低，實現(xiàn)了同類產(chǎn)品中無法解決的技術(shù)問題。

進一步，還包括啟動開關(guān)113，啟動開關(guān)113一端與三相線中的一個相線連接，另一端與接觸器171、熱繼電器172、中性線依次連接。

本實用新型還設(shè)置了與三相線中的一個相線和中性線相連接的啟動開關(guān) 113，并且在啟動開關(guān)113和中性線之間設(shè)置了接觸器171(KM)、熱繼電器172 (KA)，這一設(shè)置有效提高了零序諧波治理裝置各部件的啟動時的安全性。

進一步，電抗器173和電容器174上均設(shè)置有光纖傳感器13，

中性線和三相線上均設(shè)置有電能質(zhì)量監(jiān)測儀16，

光纖傳感器13和電能質(zhì)量監(jiān)測儀16均與控制器11連接，控制器11與顯示單元19、降溫單元110和報警單元111均連接。

本實用新型中性線和三相線上設(shè)置了電能質(zhì)量監(jiān)測儀16，電能質(zhì)量監(jiān)測儀 16的設(shè)置實現(xiàn)了線路中電壓、電流的實時監(jiān)控，與電流表14相配合實現(xiàn)了零序諧波治理裝置的雙重實時監(jiān)測，確保了其監(jiān)測系統(tǒng)測試的準確性和可靠性。電抗器173(L1～3、L4)和電容器174(C1～3、C4)上均設(shè)置有光纖傳感器13，光纖傳感器13的設(shè)置實現(xiàn)了電抗器173(L1～3、L4)和電容器174(C1～3、C4) 工作溫度的實時監(jiān)測，與電能質(zhì)量監(jiān)測儀16監(jiān)測結(jié)果相配合，可使用戶及時發(fā)現(xiàn)異常部件，并將結(jié)果及時傳送至控制器11，由控制器11將對數(shù)據(jù)進行分析后將結(jié)果通過顯示單元19輸出，并控制降溫單元110和/或報警單元111工作，提醒用戶及時排除故障，保證設(shè)備的正常運行。

進一步，控制器11還與存儲單元18連接。

控制器11還與存儲單元18連接，使得控制器11可隨時將設(shè)備運行情況進行存儲，便于用戶后期對相關(guān)數(shù)據(jù)進行查詢，以了解設(shè)備工作性能的穩(wěn)定度，進而及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備不足對相關(guān)部件進行更換或維修。這一設(shè)置大大提高了設(shè)備的智能化和檢修效率，節(jié)省了工作時間，設(shè)置科學合理。

進一步，還包括用于采集電抗器173的電壓、電流和直流電阻值的數(shù)據(jù)采集單元112，數(shù)據(jù)采集單元112與電抗器173和控制器11均連接。

本實用新型設(shè)置了與電抗器173連接的數(shù)據(jù)采集單元112，用于電抗器173 工作性能的實時監(jiān)測，這一設(shè)置便于用戶及時發(fā)現(xiàn)電抗器173異常，及時對其工況進行調(diào)整，保證其工作性能的長期穩(wěn)定，避免電抗器173長期在不穩(wěn)定的工作環(huán)境下使用，對其使用壽命造成影響，增加用戶的維修和使用成本。

進一步，降溫單元110為排風降溫裝置。

降溫單元110為排風降溫裝置，結(jié)構(gòu)簡單，工作性能穩(wěn)定，設(shè)計合理。

進一步，報警單元111單獨設(shè)置或者與顯示單元19一體式設(shè)置。

進一步，三相線和中性線上還設(shè)置有過載保護單元和過流保護單元。

過載保護單元和過流保護單元(圖中未示出)保證了裝置使用性能的穩(wěn)定性和安全性，符合用戶的使用需求，設(shè)置科學、合理。

一種零序諧波治理系統(tǒng)，包括變壓器2、終端3和零序諧波治理裝置1，變壓器2二次側(cè)三相線分別與終端3和零序諧波治理裝置1連接，變壓器2二次側(cè)中性線與零序諧波治理裝置1和終端3依次連接。

本實用新型改變了零序諧波治理裝置1設(shè)置在變壓器2二次側(cè)的固有模式，將其安裝在終端3負荷處，這一設(shè)置使得線路中的電流在通過零序諧波治理裝置1濾波后直接用于終端3供電，避免了經(jīng)零序諧波治理裝置1濾波后的電流在長距離傳輸過程中產(chǎn)生新的諧波對終端3造成損傷，保證了終端3的使用壽命，設(shè)置合理。

進一步，零序諧波治理裝置1和終端3之間還設(shè)置有無功補償模塊。

本實用新型在零序諧波治理裝置1和終端3之間增設(shè)了無功補償模塊(圖中未示出)，使得諧波治理系統(tǒng)集成了零序濾波、無功補償兩大功能，零序諧波治理裝置1將線路中的零序諧波電流降低到一定程度；無功補償模塊對其進行實時動態(tài)補償；進一步減少電網(wǎng)的損耗，有效地保證了配網(wǎng)的電能質(zhì)量。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。