無源濾波電能補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無源濾波電能補(bǔ)償裝置，包括電壓電流信號取樣及無源濾波電路，電壓電流信號取樣及無源濾波電路連接有無源濾波驅(qū)動電路和功率因數(shù)角整形電路，功率因數(shù)角整形電路依次串聯(lián)有功率因數(shù)角信號放大電路、信號分壓電路、信號比較器電路和信號輸出驅(qū)動及指示電路，信號輸出驅(qū)動及指示電路連接至無源濾波驅(qū)動電路連接，電壓電流信號取樣及無源濾波電路還連接有系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路，系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路分別連接至功率因數(shù)角整形電路、信號比較器電路和信號輸出驅(qū)動及指示電路；本裝置并聯(lián)在含有諧波的電網(wǎng)上，對基波頻率補(bǔ)償無功功率，對諧波呈低阻抗，從而濾除各次濾波電流，節(jié)電率在10%～30%，功率因數(shù)可提高到0.92～1之間。
【專利說明】無源濾波電能補(bǔ)償裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種能夠進(jìn)行濾波電能補(bǔ)償?shù)难b置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力生產(chǎn)傳輸及用電方面，功率因數(shù)是一個非常重要的考核指標(biāo)。因此，供電部門都會將感性無功電量計算納入電費(fèi)內(nèi)，并將監(jiān)察電能質(zhì)量以及所造成的損耗也納入收費(fèi)項(xiàng)目。另外，由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使得電力供應(yīng)日趨緊張，為解決這一供需矛盾，一方面要建設(shè)許多新的電廠和輸電線路，另一方面要高效利用現(xiàn)有的電力資源，減少電力損耗。而諧波卻是導(dǎo)致電力損耗增加，供電質(zhì)量下降的重要因素。
[0003]諧波的含義是:在電力系統(tǒng)中存在大量非線性負(fù)載，即使電源都以工頻50HZ供電，當(dāng)工頻電壓或電流作用于非線性負(fù)載時，就會產(chǎn)生不同于工頻的其他頻率的正弦電壓或電流，這些不同于工頻頻率的正弦電壓或電流，用富氏級數(shù)展開，就是人們所稱的電力諧波。換句話說，所謂電力系統(tǒng)的諧波是頻率為50HZ整數(shù)倍的、不同幅值、不同初相角的正弦波的總稱。通常將50HZ稱為市電基波，而高于50HZ的波，如100HZ為二次諧波、150HZ為三次諧波、200HZ為四次諧波等統(tǒng)稱為諧波或稱為高次諧波。
[0004]近年來，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,大功率晶閘管的廣泛應(yīng)用，非線性負(fù)載使用日益增加，特別是電子技術(shù)、節(jié)能技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)步，在化工、冶金、鋼鐵、煤礦和交通等部門大量使用各種整流設(shè)備、電子變頻設(shè)備、高頻開關(guān)電源設(shè)備、交直流換流設(shè)備和電子電壓調(diào)整設(shè)備，電熔煉設(shè)備、電化學(xué)設(shè)備、礦井起重設(shè)備、露天采掘設(shè)備、電氣機(jī)車等與日俱增，同時種類繁多的照明器具、娛樂設(shè)施和家用電器等普及使用，使得電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，諧波含量增加，對電網(wǎng)形成了污染，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量嚴(yán)重變差，從而出現(xiàn)了事故頻發(fā)、濾波電容器與元器件發(fā)熱、儀表失靈、變壓器損壞、能耗劇增等一系列不良現(xiàn)象，給供電部門造成了額外的運(yùn)作成本和一定的經(jīng)濟(jì)損失，某些諧波污染嚴(yán)重的工礦企業(yè)，無功濾波電容投切不上，造成功率因數(shù)偏低，電能浪費(fèi)嚴(yán)重，無功電費(fèi)(罰款)增大，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)成本。為此，國內(nèi)外工廠和電業(yè)專家在這方面作了很多研究，并通過對眾多行業(yè)的公司、工廠的用電情況、諧波含量進(jìn)行測試調(diào)查，經(jīng)過認(rèn)真探索論證，確認(rèn)高次諧波是造成電網(wǎng)污染能耗加大的重要原因之一。
[0005]電力諧波對電力網(wǎng)及用戶的危害是十分嚴(yán)重的，它是一種電力污染，一種人們看不見、嗅不到、摸不著的污染，往往不被人們所注意。而電網(wǎng)中諧波的存在卻給電網(wǎng)、電器、用電設(shè)備帶來的危害，某些場合卻是致命的，所以無論是管電部門，還是用電部門都應(yīng)把消除諧波作為重頭工作抓，杜絕諧波的危害。
[0006]過去人們普遍認(rèn)為功率因數(shù)低、電路中有雜波，只要安裝補(bǔ)償濾波電容器就能解決問題。但實(shí)際的情況是由于諧波的存在，單純安裝補(bǔ)償濾波電容器后不能達(dá)到節(jié)能降耗，這是由于容抗與頻率成反比，在同樣的諧波電壓下，流過濾波電容器的電流很大，容易發(fā)熱而損壞，能耗反而增加。一般3次諧波電流能放大60?95%，5次能放大1.5?3倍，7次能放大1.5?3倍，11次能放大6倍，13次放大10倍左右，所以人們在實(shí)踐中只能探討新的辦法，新的辦法就是使用濾波裝置。由此，一種利用電力濾波技術(shù)，用于諧波抑制、補(bǔ)償電能無功的電力電子濾波節(jié)電裝置一無源濾波電能補(bǔ)償裝置應(yīng)運(yùn)而生。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種既能夠抑制諧波改善整個網(wǎng)絡(luò)的電能質(zhì)量、延長用戶設(shè)備使用壽命、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低電磁污染，又能夠補(bǔ)償電能的無功功率、減少能耗、提高電能利用率的無源濾波電能補(bǔ)償裝置。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:無源濾波電能補(bǔ)償裝置，包括連接在低壓配電網(wǎng)與用電負(fù)載之間的電壓電流信號取樣及無源濾波電路，所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路連接有無源濾波驅(qū)動電路和功率因數(shù)角整形電路，所述功率因數(shù)角整形電路連接有功率因數(shù)角信號放大電路，所述功率因數(shù)角信號放大電路連接有信號分壓電路，所述信號分壓電路連接有信號比較器電路，所述信號比較器電路連接有信號輸出驅(qū)動及指示電路，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路連接至所述無源濾波驅(qū)動電路連接，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路還連接有系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路，所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路還分別連接至所述功率因數(shù)角整形電路、所述功率因數(shù)角信號放大電路和所述信號比較器電路。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述低壓配電網(wǎng)為設(shè)有相線U、相線V、相線W和中性線N三相四線制低壓電網(wǎng)。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路包括連接在所述相線V相上的信號電壓取樣端子Uv和電流互感器TA，所述電流互感器TA設(shè)有接線端子LI和接線端子L2 ;所述相線U、所述相線V和所述相線W上依次并聯(lián)設(shè)真空交流接觸器KMl的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM2的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM3的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM4的常開聯(lián)動觸點(diǎn)和真空交流接觸器KM5的常開聯(lián)動觸點(diǎn)，與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L1、電阻Rl和濾波電容Cl，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L2、電阻R2和濾波電容C2，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L3、電阻R3和濾波電容C3 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L4、電阻R4和濾波電容C4，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L5、電阻R5和濾波電容C5，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L6、電阻R6和濾波電容C6 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L7、電阻R7和濾波電容C7，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L8、電阻R8和濾波電容C8，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L9、電阻R9和濾波電容C9 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感LlO、電阻RlO和濾波電容ClO，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感LU、電阻Rll和濾波電容C11，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L12、電阻R12和濾波電容C12 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L13、電阻R13和濾波電容C13，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L14、電阻R14和濾波電容C14，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L15、電阻R15和濾波電容C15，所述濾波電容Cl?C15的另一端分別與所述中性線N相連。
[0011 ] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述無源濾波驅(qū)動電路包括并聯(lián)在所述相線W相上的中間繼電器KAl的動合觸頭、中間繼電器KA2的動合觸頭、中間繼電器KA3的動合觸頭、中間繼電器KA4的動合觸頭和中間繼電器KA5的動合觸頭，所述中間繼電器KAl的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KMl的線圈，所述真空交流接觸器KMl線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA2的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM2的線圈，所述真空交流接觸器KM2線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA3的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM3的線圈，所述真空交流接觸器KM3線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA4的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM4的線圈，所述真空交流接觸器KM4線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA5的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM5的線圈，所述真空交流接觸器KM5線圈的另一端與所述中性線N相連。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述功率因數(shù)角整形電路包括電連接在所述接線端子LI和所述接線端子L2上的電磁放大變壓器TC，所述電磁放大變壓器TC輸出端的一端電連接至二極管VDl的正極，所述二極管VDl的負(fù)極并聯(lián)有電阻R16、電阻R17和數(shù)字集成電路ICl的1#、2#腳，所述電阻R16的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的11#腳分別與+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的3#腳上并聯(lián)有電阻R18和所述數(shù)字集成電路ICl的8#腳，所述電阻R17另一端和所述R18的另一端與公共N端連接，所述電磁放大變壓器TC輸出端的另一端也與公共N端相連；還包括與所述信號電壓取樣端子Uv電連接的二極管VD2,所述二極管VD2的負(fù)極并聯(lián)有電阻R19、電阻R20和所述數(shù)字集成電路ICl的5#、6#腳，所述電阻R19的另一端與所述+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的4#腳電連接有電阻R21和ICl的所述數(shù)字集成電路9#腳，所述電阻R20的另一端、所述R21的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的7#腳分別與公共N端相連，所述數(shù)字集成電路ICl的10#腳電連接電阻R22的一端，所述電阻R22的另一端并聯(lián)有電阻R23和電容C16，所述電阻R23的另一端并聯(lián)有電容C17和所述功率因數(shù)角信號放大電路，所述電容C16的負(fù)極和所述電容C17的另一端分別與公共N端相連接。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述功率因數(shù)角信號放大電路包括與所述電阻R23輸出端連接的電阻R24，所述電阻R24的另一端與集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器Al的3#腳相連接，所述放大器Al的2#腳并聯(lián)有電阻R25和R26電阻，所述電阻25的另一端與公共N端相連，所述電阻R26的另一端電連接至所述放大器Al的1#腳，所述放大器Al的1#腳輸出端連接有電阻R27，所述電阻R27的另一端并聯(lián)有電容C18和可調(diào)電阻RPI，所述可調(diào)電阻RPl的另一端、所述電容C18的負(fù)極分別與公共N端相連接，所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭與所述信號分壓電路相連。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號分壓電路包括與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭依次串聯(lián)的電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31和電阻R32，所述電阻R32的另一端與公共N端相連。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號比較器電路包括分別與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸點(diǎn)和所述電阻R28連接的電阻R33，所述電阻R33的輸出端分別與電阻R35和所述集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器A2的5#腳相連接，所述電阻R35的另一端連接至所述放大器A2的7#腳，所述放大器A2的7#腳還連接有電阻R36，所述放大器A2的6#腳電連接有電阻R34，所述電阻34的輸出端連接有電阻R37，所述電阻R37的輸出端與所述+12V電源相連，所述放大器A2的4#腳連接至所述+12V電源，所述放大器A2的11#腳與公共N端連接；
[0016]所述電阻R28與所述電阻R29之間連接有電阻R39，所述電阻R39的輸出端分別與電阻R41和集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A3的3#腳相連接，所述電阻R34的另一端連接至所述放大器A3的1#腳，所述放大器A3的1#腳還連接有電阻R42，所述放大器A3的2#腳電連接有電阻R40 ；
[0017]所述電阻R29與所述電阻R30之間連接有電阻R44，所述電阻R44的輸出端分別與電阻R46和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A4的5#腳相連接，所述電阻R46的另一端連接至所述放大器A4的7#腳，所述放大器A4的7#腳還連接有電阻R47，所述放大器A4的6#腳電連接有電阻R45 ；
[0018]所述電阻R30與所述電阻R31之間連接有電阻R49，所述電阻R49的輸出端分別與電阻R51和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A5的10#腳相連接，所述電阻R51的另一端連接至所述放大器A5的8#腳，所述放大器A5的8#腳還連接有電阻R52，所述放大器A5的9#腳電連接有電阻R50 ；
[0019]所述電阻R31與所述電阻R32之間連接有電阻R54，所述電阻R54的輸出端分別與電阻R56和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A6的12#腳相連接，所述電阻R56的另一端連接至所述放大器A6的14#腳，所述放大器A6的14#腳還連接有電阻R57，所述放大器A6的13#腳電連接有電阻R55 ；
[0020]所述電阻R34的輸出端、電阻R40的輸出端、電阻R45的輸出端、電阻R50的輸出端和電阻R55的輸出端分別與公共N端相連；所述電阻R36的輸出端、所述電阻R42的輸出端、所述電阻R47的輸出端、所述電阻R52的輸出端和所述電阻R57的輸出端分別與所述信號輸出驅(qū)動及指示電路相連。
[0021]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路包括基極與所述電阻R36的輸出端電連接的三極管VT1，所述三極管VTl的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VTl的集電極并聯(lián)有中間繼電器KAl線圈、二極管VD3和電阻R38，所述電阻R38的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED1，所述發(fā)光二極管LEDl的正極、所述二極管VD3的負(fù)極和所述中間繼電器KAl線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；
[0022]基極與所述電阻R32的輸出端電連接的三極管VT2，所述三極管VT2的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT2的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA2線圈、二極管VD4和電阻R43，所述電阻R43的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED2，所述發(fā)光二極管LED2的正極、所述二極管VD4的負(fù)極和所述中間繼電器KA2線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；
[0023]基極與所述電阻R47的輸出端電連接的三極管VT3，所述三極管VT3的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT3的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA3線圈、二極管VD5和電阻R48，所述電阻R48的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED3，所述發(fā)光二極管LED3的正極、所述二極管VD5的負(fù)極和所述中間繼電器KA3線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；
[0024]基極與所述電阻R52的輸出端電連接的三極管VT4，所述三極管VT4的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT4的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA4線圈、二極管VD6和電阻R53，所述電阻R53的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED4，所述發(fā)光二極管LED4的正極、所述二極管VD6的負(fù)極和所述中間繼電器KA4線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；
[0025]基極與所述電阻R57的輸出端電連接的三極管VT5，所述三極管VT5的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT5的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA5線圈、二極管VD7和電阻R58，所述電阻R58的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED5，所述發(fā)光二極管LED5的正極、所述二極管VD7的負(fù)極和所述中間繼電器KA5線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源。
[0026]作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路包括降壓變壓器TB，所述降壓變壓器TB的兩輸入端分別電連接所述信號電壓取樣端子Uv和所述中性線N，所述降壓變壓器TB的輸出端連接有由VD8?VDll組成的整流橋，所述整流橋的正極輸出端電連接有濾波電容C19、濾波電容C20和集成穩(wěn)壓電路IC5的1#腳，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳為所述+12V電源的輸出端，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳還連接有濾波電容C21和濾波電容C22，所述整流橋的負(fù)極輸出端、所述濾波電容C19的負(fù)極、所述濾波電容C20的負(fù)極、所述濾波電容C21的負(fù)極、所述濾波電容C22的負(fù)極和所述穩(wěn)壓集成電路IC5的2#腳分別與公共N端相連。
[0027]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:通過對低壓供電線路上的電壓電流信號取樣，再經(jīng)過對功率因數(shù)角整形、信號放大等處理，變換出瞬時無功功率并與設(shè)定的無功功率投切門限值進(jìn)行比較，控制真空交流接觸器KMl?KM5的通斷，實(shí)現(xiàn)濾波電抗與抗諧波電容構(gòu)成的帶通串聯(lián)諧波吸收回路投入或切出。把儲存的電容能量，以相位相反(180度相移)，幅值相等的諧波電流注入供電系統(tǒng)中，抵消諧波源設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流，從而改善電網(wǎng)電壓的正弦波形，使電網(wǎng)的諧波含量控制在規(guī)定值之內(nèi)。由于無源濾波電能補(bǔ)償裝置的濾波電路并聯(lián)在含有諧波的電網(wǎng)上，濾波回路由濾波電容、空心濾波電抗和緩沖電阻串聯(lián)組成，電路參數(shù)是根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)、諧波成分和含量而精確設(shè)計的，使該裝置對基波頻率補(bǔ)償無功功率，對諧波呈低阻抗，從而濾除各次濾波電流；同時解決了電流諧波與無功補(bǔ)償問題，提高了輸電、用電效率，節(jié)省了電能，節(jié)電率在10 %?30 %，功率因數(shù)可提高到0.92?I之間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖；
[0031]圖中:1-電壓電流信號取樣及無源濾波電路；2_無源濾波驅(qū)動電路；3_功率因數(shù)角整形電路；4_功率因數(shù)角信號放大電路；5_信號分壓電路；6_信號比較器電路；7-信號輸出驅(qū)動及指示電路；8_系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0033]如圖1所示，無源濾波電能補(bǔ)償裝置，包括連接在低壓配電網(wǎng)與用電負(fù)載之間的電壓電流信號取樣及無源濾波電路I，所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路I連接有無源濾波驅(qū)動電路2和功率因數(shù)角整形電路3，所述功率因數(shù)角整形電路3連接有功率因數(shù)角信號放大電路4，所述功率因數(shù)角信號放大電路4連接有信號分壓電路5，所述信號分壓電路5連接有信號比較器電路6，所述信號比較器電路6連接有信號輸出驅(qū)動及指示電路7，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路7連接至所述無源濾波驅(qū)動電路2連接，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路7還連接有系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路8，所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路8還分別連接至所述功率因數(shù)角整形電路3、所述功率因數(shù)角信號放大電路4和所述信號比較器電路6。本實(shí)施例中的所述低壓配電網(wǎng)為設(shè)有相線U、相線V、相線W和中性線N三相四線制低壓電網(wǎng)。
[0034]如圖2所示，所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路I包括連接在所述相線V相上的信號電壓取樣端子Uv和電流互感器TA，所述電流互感器TA設(shè)有接線端子LI和接線端子L2 ;所述相線U、所述相線V和所述相線W上依次并聯(lián)設(shè)真空交流接觸器KMl的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM2的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM3的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM4的常開聯(lián)動觸點(diǎn)和真空交流接觸器KM5的常開聯(lián)動觸點(diǎn)，與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L1、電阻Rl和濾波電容Cl，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L2、電阻R2和濾波電容C2，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L3、電阻R3和濾波電容C3 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L4、電阻R4和濾波電容C4，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L5、電阻R5和濾波電容C5，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L6、電阻R6和濾波電容C6 ；與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L7、電阻R7和濾波電容C7，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L8、電阻R8和濾波電容C8，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L9、電阻R9和濾波電容C9 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感LlO、電阻RlO和濾波電容ClO，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感LU、電阻Rll和濾波電容C11，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L12、電阻R12和濾波電容C12 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L13、電阻R13和濾波電容C13，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L14、電阻R14和濾波電容C14，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L15、電阻R15和濾波電容C15，所述濾波電容Cl?C15的另一端分別與所述中性線N相連。
[0035]其中所述無源濾波驅(qū)動電路2包括并聯(lián)在所述相線W相上的中間繼電器KAl的動合觸頭、中間繼電器KA2的動合觸頭、中間繼電器KA3的動合觸頭、中間繼電器KA4的動合觸頭和中間繼電器KA5的動合觸頭，所述中間繼電器KAl的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KMl的線圈，所述真空交流接觸器KMl線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA2的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM2的線圈，所述真空交流接觸器KM2線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA3的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM3的線圈，所述真空交流接觸器KM3線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA4的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM4的線圈，所述真空交流接觸器KM4線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA5的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM5的線圈，所述真空交流接觸器KM5線圈的另一端與所述中性線N相連。
[0036]本實(shí)施例的所述功率因數(shù)角整形電路3包括電連接在所述接線端子LI和所述接線端子L2上的電磁放大變壓器TC，所述電磁放大變壓器TC輸出端的一端電連接至二極管VDl的正極，所述二極管VDl的負(fù)極并聯(lián)有電阻R16、電阻R17和數(shù)字集成電路ICl的1#、2#腳，所述電阻R16的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的11#腳分別與+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的3#腳上并聯(lián)有電阻R18和所述數(shù)字集成電路ICl的8#腳，所述電阻R17另一端和所述R18的另一端與公共N端連接，所述電磁放大變壓器TC輸出端的另一端也與公共N端相連；還包括與所述信號電壓取樣端子Uv電連接的二極管VD2，所述二極管VD2的負(fù)極并聯(lián)有電阻R19、電阻R20和所述數(shù)字集成電路ICl的5#、6#腳，所述電阻R19的另一端與所述+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的4#腳電連接有電阻R21和ICl的所述數(shù)字集成電路9#腳，所述電阻R20的另一端、所述R21的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的7#腳分別與公共N端相連，所述數(shù)字集成電路ICl的10#腳電連接電阻R22的一端，所述電阻R22的另一端并聯(lián)有電阻R23和電容C16，所述電阻R23的另一端并聯(lián)有電容C17和所述功率因數(shù)角信號放大電路4，所述電容C16的負(fù)極和所述電容C17的另一端分別與公共N端相連接。
[0037]所述功率因數(shù)角信號放大電路4包括與所述電阻R23輸出端連接的電阻R24，所述電阻R24的另一端與集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器Al的3#腳相連接，所述放大器Al的2#腳并聯(lián)有電阻R25和R26電阻，所述電阻25的另一端與公共N端相連，所述電阻R26的另一端電連接至所述放大器Al的1#腳，所述放大器Al的1#腳輸出端連接有電阻R27，所述電阻R27的另一端并聯(lián)有電容C18和可調(diào)電阻RP1，所述可調(diào)電阻RPl的另一端、所述電容C18的負(fù)極分別與公共N端相連接，所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭與所述信號分壓電路5相連。
[0038]所述信號分壓電路5包括與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭依次串聯(lián)的電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31和電阻R32，所述電阻R32的另一端與公共N端相連。
[0039]所述信號比較器電路6包括分別與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸點(diǎn)和所述電阻R28連接的電阻R33，所述電阻R33的輸出端分別與電阻R35和所述集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器A2的5#腳相連接，所述電阻R35的另一端連接至所述放大器A2的7#腳，所述放大器A2的7#腳還連接有電阻R36，所述放大器A2的6#腳電連接有電阻R34，所述電阻34的輸出端連接有電阻R37，所述電阻R37的輸出端與所述+12V電源相連，所述放大器A2的4#腳連接至所述+12V電源，所述放大器A2的11#腳與公共N端連接；所述電阻R28與所述電阻R29之間連接有電阻R39，所述電阻R39的輸出端分別與電阻R41和集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A3的3#腳相連接，所述電阻R34的另一端連接至所述放大器A3的1#腳，所述放大器A3的1#腳還連接有電阻R42，所述放大器A3的2#腳電連接有電阻R40 ;所述電阻R29與所述電阻R30之間連接有電阻R44，所述電阻R44的輸出端分別與電阻R46和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A4的5#腳相連接，所述電阻R46的另一端連接至所述放大器A4的7#腳，所述放大器A4的7#腳還連接有電阻R47，所述放大器A4的6#腳電連接有電阻R45 ;所述電阻R30與所述電阻R31之間連接有電阻R49，所述電阻R49的輸出端分別與電阻R51和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A5的10#腳相連接，所述電阻R51的另一端連接至所述放大器A5的8#腳，所述放大器A5的8#腳還連接有電阻R52，所述放大器A5的9#腳電連接有電阻R50 ;所述電阻R31與所述電阻R32之間連接有電阻R54，所述電阻R54的輸出端分別與電阻R56和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A6的12#腳相連接，所述電阻R56的另一端連接至所述放大器A6的14#腳，所述放大器A6的14#腳還連接有電阻R57，所述放大器A6的13#腳電連接有電阻R55 ;所述電阻R34的輸出端、電阻R40的輸出端、電阻R45的輸出端、電阻R50的輸出端和電阻R55的輸出端分別與公共N端相連；所述電阻R36的輸出端、所述電阻R42的輸出端、所述電阻R47的輸出端、所述電阻R52的輸出端和所述電阻R57的輸出端分別與所述信號輸出驅(qū)動及指示電路7相連。
[0040]所述信號輸出驅(qū)動及指示電路7包括基極與所述電阻R36的輸出端電連接的三極管VT1，所述三極管VTl的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VTl的集電極并聯(lián)有中間繼電器KAl線圈、二極管VD3和電阻R38，所述電阻R38的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED1，所述發(fā)光二極管LEDl的正極、所述二極管VD3的負(fù)極和所述中間繼電器KAl線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；基極與所述電阻R32的輸出端電連接的三極管VT2，所述三極管VT2的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT2的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA2線圈、二極管VD4和電阻R43，所述電阻R43的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED2，所述發(fā)光二極管LED2的正極、所述二極管VD4的負(fù)極和所述中間繼電器KA2線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；基極與所述電阻R47的輸出端電連接的三極管VT3，所述三極管VT3的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT3的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA3線圈、二極管VD5和電阻R48，所述電阻R48的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED3，所述發(fā)光二極管LED3的正極、所述二極管VD5的負(fù)極和所述中間繼電器KA3線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；基極與所述電阻R52的輸出端電連接的三極管VT4，所述三極管VT4的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT4的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA4線圈、二極管VD6和電阻R53，所述電阻R53的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED4，所述發(fā)光二極管LED4的正極、所述二極管VD6的負(fù)極和所述中間繼電器KA4線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源；基極與所述電阻R57的輸出端電連接的三極管VT5，所述三極管VT5的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT5的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA5線圈、二極管VD7和電阻R58，所述電阻R58的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED5，所述發(fā)光二極管LED5的正極、所述二極管VD7的負(fù)極和所述中間繼電器KA5線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源。[0041 ] 本實(shí)施例的所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路8包括降壓變壓器TB，所述降壓變壓器TB的兩輸入端分別電連接所述信號電壓取樣端子Uv和所述中性線N，所述降壓變壓器TB的輸出端連接有由VD8?VDlI組成的整流橋，所述整流橋的正極輸出端電連接有濾波電容C19、濾波電容C20和集成穩(wěn)壓電路IC5的1#腳，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳為所述+12V電源的輸出端，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳還連接有濾波電容C21和濾波電容C22，所述整流橋的負(fù)極輸出端、所述濾波電容C19的負(fù)極、所述濾波電容C20的負(fù)極、所述濾波電容C21的負(fù)極、所述濾波電容C22的負(fù)極和所述穩(wěn)壓集成電路IC5的2#腳分別與公共N端相連。
[0042]本實(shí)施例的工作原理如下所述:
[0043]通過信號電壓取樣端子Uv獲取低壓供電線路上的電壓取樣信號，通過電流互感器TA的接線端子LI和接線端子L2獲取電流取樣信號，經(jīng)過由數(shù)字集成電路IC2及其外圍電路組成的邏輯門電路對兩種取樣信號的邏輯處理并合成，在數(shù)字集成電路IC2的10#腳端輸出功率因數(shù)的相位角波形，再經(jīng)過由電阻R22、電阻R23、電容C16和電容C17組成積分濾波網(wǎng)絡(luò)，將信號傳送給放大器Al進(jìn)行信號放大等處理，變換成瞬時無功功率值，該值通過信號分壓電路5和由A2?A6以及外圍電路組成的信號比較器電路6，與設(shè)定的無功功率投切門限值進(jìn)行比較，再由中間繼電器KAl?KA5及其外圍電路組成的信號輸出驅(qū)動及指示電路7的驅(qū)動下，控制真空交流接觸器KMl?KM5的通斷，從而實(shí)現(xiàn)由電感LI?L15、電容Cl?C15組成的五條諧波吸收回路投入或切出，把儲存的電容能量，以相位相反(180度相移)，幅值相等的諧波電流注入供電系統(tǒng)中，抵消諧波源設(shè)備產(chǎn)生的諧波電流，從而改善電網(wǎng)電壓的正弦波形，使電網(wǎng)的諧波含量控制在規(guī)定值之內(nèi)。圖2的電路原理圖中僅僅給出了五條LC諧波抑制回路，在實(shí)際的應(yīng)用中也可以擴(kuò)充到十路或更多，其原理是相同的。該裝置中還設(shè)置了一些必要的工作狀態(tài)信號指示，當(dāng)那一路濾波電路開通時，相對應(yīng)的LEDl?LED5指示燈就會被點(diǎn)亮。
[0044]另外，由于本裝置的濾波電路并聯(lián)在含有諧波的電網(wǎng)上，濾波回路由濾波電容和電抗串聯(lián)組成，電路參數(shù)是根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)墓β室驍?shù)、諧波成分和含量而精確設(shè)計的，使該濾波裝置對基波頻率補(bǔ)償無功功率，對諧波呈低阻抗，從而濾除各次濾波電流。同時解決了電流諧波與無功補(bǔ)償問題，提高了輸電、用電效率，節(jié)省了電能，節(jié)電率在10 %?30 %，功率因數(shù)可提高到0.92?I之間。
[0045]在本實(shí)施例中，主要元器件選用:數(shù)字集成電路ICl可選擇CD4011，數(shù)字集成電路IC2和數(shù)字集成電路IC3可選擇LM324，集成穩(wěn)壓塊IC5可選擇LM7812，三極管VTl?VT5可以選擇9013，中間繼電器KAl?KA5可選用12V/5A的繼電器，三相交流接觸器KMl?KM5選用380V/40A的真空交流接觸器。這些器件都可從市場上購買，型號規(guī)格可參考上面給出的數(shù)據(jù)自行選擇。
[0046]本發(fā)明中的濾波電容器和電抗器、緩沖電阻組成的濾波電路，將這些部件接在配電室或分配電室的諧波源負(fù)荷母線上，吸收諧波源產(chǎn)生的諧波電流，抑制其流入和其他供電網(wǎng)絡(luò)上，而減少諧波的危害和影響。該裝置既能起到濾去諧波達(dá)到凈化電網(wǎng)的作用，同時也由于濾波電容器的存在(容抗的存在)起到了電能無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?br>
[0047]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:包括連接在低壓配電網(wǎng)與用電負(fù)載之間的電壓電流信號取樣及無源濾波電路，所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路連接有無源濾波驅(qū)動電路和功率因數(shù)角整形電路，所述功率因數(shù)角整形電路連接有功率因數(shù)角信號放大電路，所述功率因數(shù)角信號放大電路連接有信號分壓電路，所述信號分壓電路連接有信號比較器電路，所述信號比較器電路連接有信號輸出驅(qū)動及指示電路，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路連接至所述無源濾波驅(qū)動電路連接，所述信號輸出驅(qū)動及指示電路還連接有系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路，所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路還分別連接至所述功率因數(shù)角整形電路、所述功率因數(shù)角信號放大電路和所述信號比較器電路。
2.如權(quán)利要求1所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述低壓配電網(wǎng)為設(shè)有相線U、相線V、相線W和中性線N的三相四線制低壓電網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求2所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述電壓電流信號取樣及無源濾波電路包括連接在所述相線V相上的信號電壓取樣端子Uv和電流互感器TA，所述電流互感器TA設(shè)有接線端子LI和接線端子L2 ;所述相線U、所述相線V和所述相線W上依次并聯(lián)設(shè)真空交流接觸器KMl的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM2的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM3的常開聯(lián)動觸點(diǎn)、真空交流接觸器KM4的常開聯(lián)動觸點(diǎn)和真空交流接觸器KM5的常開聯(lián)動觸點(diǎn)，與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L1、電阻Rl和濾波電容Cl，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L2、電阻R2和濾波電容C2，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KMl常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L3、電阻R3和濾波電容C3 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L4、電阻R4和濾波電容C4，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L5、電阻R5和濾波電容C5，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM2常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L6、電阻R6和濾波電容C6 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L7、電阻R7和濾波電容C7，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L8、電阻R8和濾波電容CS，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM3常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L9、電阻R9和濾波電容C9 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L10、電阻RlO和濾波電容C10，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感LI 1、電阻Rl I和濾波電容Cl I，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM4常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L12、電阻R12和濾波電容C12 ;與所述相線U相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L13、電阻R13和濾波電容C13，與所述相線V相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L14、電阻R14和濾波電容C14，與所述相線W相連接的所述真空交流接觸器KM5常開聯(lián)動觸點(diǎn)輸出端的線路上依次串聯(lián)有電感L15、電阻R15和濾波電容C15，所述濾波電容Cl?C15的另一端分別與所述中性線N相連。
4.如權(quán)利要求3所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述無源濾波驅(qū)動電路包括并聯(lián)在所述相線W相上的中間繼電器KAl的動合觸頭、中間繼電器KA2的動合觸頭、中間繼電器KA3的動合觸頭、中間繼電器KA4的動合觸頭和中間繼電器KA5的動合觸頭，所述中間繼電器KAl的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KMl的線圈，所述真空交流接觸器KMl線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA2的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM2的線圈，所述真空交流接觸器KM2線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA3的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM3的線圈，所述真空交流接觸器KM3線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA4的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM4的線圈，所述真空交流接觸器KM4線圈的另一端與所述中性線N相連，所述中間繼電器KA5的動合觸頭的另一端連接有所述真空交流接觸器KM5的線圈，所述真空交流接觸器KM5線圈的另一端與所述中性線N相連。
5.如權(quán)利要求3所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述功率因數(shù)角整形電路包括電連接在所述接線端子LI和所述接線端子L2上的電磁放大變壓器TC，所述電磁放大變壓器TC輸出端的一端電連接至二極管VDl的正極，所述二極管VDl的負(fù)極并聯(lián)有電阻R16、電阻R17和數(shù)字集成電路ICl的1#、2#腳，所述電阻R16的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的11#腳分別與+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的3#腳上并聯(lián)有電阻R18和所述數(shù)字集成電路ICl的8#腳，所述電阻R17另一端和所述R18的另一端與公共N端連接，所述電磁放大變壓器TC輸出端的另一端也與公共N端相連；還包括與所述信號電壓取樣端子Uv電連接的二極管VD2，所述二極管VD2的負(fù)極并聯(lián)有電阻R19、電阻R20和所述數(shù)字集成電路ICl的5#、6#腳，所述電阻R19的另一端與所述+12V電源相連接，所述數(shù)字集成電路ICl的4#腳電連接有電阻R21和ICl的所述數(shù)字集成電路9#腳，所述電阻R20的另一端、所述R21的另一端和所述數(shù)字集成電路ICl的7#腳分別與公共N端相連，所述數(shù)字集成電路ICl的10#腳電連接電阻R22的一端，所述電阻R22的另一端并聯(lián)有電阻R23和電容C16，所述電阻R23的另一端并聯(lián)有電容C17和所述功率因數(shù)角信號放大電路，所述電容C16的負(fù)極和所述電容C17的另一端分別與公共N端相連接。
6.如權(quán)利要求3所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述功率因數(shù)角信號放大電路包括與所述電阻R23輸出端連接的電阻R24，所述電阻R24的另一端與集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器Al的3#腳相連接，所述放大器Al的2#腳并聯(lián)有電阻R25和R26電阻，所述電阻25的另一端與公共N端相連，所述電阻R26的另一端電連接至所述放大器Al的1#腳，所述放大器Al的1#腳輸出端連接有電阻R27，所述電阻R27的另一端并聯(lián)有電容C18和可調(diào)電阻RP1，所述可調(diào)電阻RPl的另一端、所述電容C18的負(fù)極分別與公共N端相連接，所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭與所述信號分壓電路相連。
7.如權(quán)利要求6所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述信號分壓電路包括與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸頭依次串聯(lián)的電阻R28、電阻R29、電阻R30、電阻R31和電阻R32，所述電阻R32的另一端與公共N端相連。
8.如權(quán)利要求7所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述信號比較器電路包括分別與所述可調(diào)電阻RPl的滑動觸點(diǎn)和所述電阻R28連接的電阻R33，所述電阻R33的輸出端分別與電阻R35和所述集成運(yùn)算放大電路IC2中的放大器A2的5#腳相連接，所述電阻R35的另一端連接至所述放大器A2的7#腳，所述放大器A2的7#腳還連接有電阻R36，所述放大器A2的6#腳電連接有電阻R34，所述電阻34的輸出端連接有電阻R37，所述電阻R37的輸出端與所述+12V電源相連，所述放大器A2的4#腳連接至所述+12V電源，所述放大器A2的11#腳與公共N端連接； 所述電阻R28與所述電阻R29之間連接有電阻R39，所述電阻R39的輸出端分別與電阻R41和集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A3的3#腳相連接，所述電阻R34的另一端連接至所述放大器A3的1#腳，所述放大器A3的1#腳還連接有電阻R42，所述放大器A3的2#腳電連接有電阻R40 ； 所述電阻R29與所述電阻R30之間連接有電阻R44，所述電阻R44的輸出端分別與電阻R46和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A4的5#腳相連接，所述電阻R46的另一端連接至所述放大器A4的7#腳，所述放大器A4的7#腳還連接有電阻R47，所述放大器A4的6#腳電連接有電阻R45 ； 所述電阻R30與所述電阻R31之間連接有電阻R49，所述電阻R49的輸出端分別與電阻R51和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A5的10#腳相連接，所述電阻R51的另一端連接至所述放大器A5的8#腳，所述放大器A5的8#腳還連接有電阻R52，所述放大器A5的9#腳電連接有電阻R50 ； 所述電阻R31與所述電阻R32之間連接有電阻R54，所述電阻R54的輸出端分別與電阻R56和所述集成運(yùn)算放大電路IC3中的放大器A6的12#腳相連接，所述電阻R56的另一端連接至所述放大器A6的14#腳，所述放大器A6的14#腳還連接有電阻R57，所述放大器A6的13#腳電連接有電阻R55 ； 所述電阻R34的輸出端、電阻R40的輸出端、電阻R45的輸出端、電阻R50的輸出端和電阻R55的輸出端分別與公共N端相連；所述電阻R36的輸出端、所述電阻R42的輸出端、所述電阻R47的輸出端、所述電阻R52的輸出端和所述電阻R57的輸出端分別與所述信號輸出驅(qū)動及指示電路相連。
9.如權(quán)利要求8所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述信號輸出驅(qū)動及指示電路包括基極與所述電阻R36的輸出端電連接的三極管VT1，所述三極管VTl的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VTl的集電極并聯(lián)有中間繼電器KAl線圈、二極管VD3和電阻R38，所述電阻R38的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED1，所述發(fā)光二極管LEDl的正極、所述二極管VD3的負(fù)極和所述中間繼電器KAl線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源； 基極與所述電阻R32的輸出端電連接的三極管VT2，所述三極管VT2的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT2的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA2線圈、二極管VD4和電阻R43，所述電阻R43的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED2，所述發(fā)光二極管LED2的正極、所述二極管VD4的負(fù)極和所述中間繼電器KA2線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源； 基極與所述電阻R47的輸出端電連接的三極管VT3，所述三極管VT3的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT3的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA3線圈、二極管VD5和電阻R48，所述電阻R48的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED3，所述發(fā)光二極管LED3的正極、所述二極管VD5的負(fù)極和所述中間繼電器KA3線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源； 基極與所述電阻R52的輸出端電連接的三極管VT4，所述三極管VT4的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT4的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA4線圈、二極管VD6和電阻R53，所述電阻R53的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED4，所述發(fā)光二極管LED4的正極、所述二極管VD6的負(fù)極和所述中間繼電器KA4線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源； 基極與所述電阻R57的輸出端電連接的三極管VT5，所述三極管VT5的發(fā)射極與公共N端相連接，所述三極管VT5的集電極并聯(lián)有中間繼電器KA5線圈、二極管VD7和電阻R58，所述電阻R58的另一端串聯(lián)有發(fā)光二極管LED5，所述發(fā)光二極管LED5的正極、所述二極管VD7的負(fù)極和所述中間繼電器KA5線圈的輸出端分別電連接至所述+12V電源。
10.如權(quán)利要求3至9任一權(quán)利要求所述的無源濾波電能補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電路包括降壓變壓器TB，所述降壓變壓器TB的兩輸入端分別電連接所述信號電壓取樣端子Uv和所述中性線N，所述降壓變壓器TB的輸出端連接有由VD8?VDll組成的整流橋，所述整流橋的正極輸出端電連接有濾波電容C19、濾波電容C20和集成穩(wěn)壓電路IC5的1#腳，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳為所述+12V電源的輸出端，所述集成穩(wěn)壓電路IC5的3#腳還連接有濾波電容C21和濾波電容C22，所述整流橋的負(fù)極輸出端、所述濾波電容C19的負(fù)極、所述濾波電容C20的負(fù)極、所述濾波電容C21的負(fù)極、所述濾波電容C22的負(fù)極和所述穩(wěn)壓集成電路IC5的2#腳分別與公共N端相連。
【文檔編號】H02J3/18GK104184150SQ201410422321
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】劉利軍, 裴連合, 李保亮, 車偉 申請人:山東瑞斯高創(chuàng)股份有限公司