粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V分段负荷母线，所述交流三相400V负荷分支的电源侧串联有一干式三相铁芯电抗器，所述干式三相铁芯电抗器与母线之间设置有一交流两极空气开关。本实用新型可以有效降低粮食农产品加工企业粉尘爆炸事故的发生的风险。
【专利说明】粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置
[0001 ]本案为申请号为201520948768.1，名称为“粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置”的分案申请。
技术领域
[0002 ]本实用新型涉及粮食亚麻机加工供电系统领域，特别是一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置。
【背景技术】
[0003]国内外都有发生粮食农产品加工企业粉尘爆炸事故。2010年2月24日16时12分，秦皇岛抚宁麵骅淀粉股份有限公司淀粉四车间发生燃爆事故，导致19人死亡、49人受伤(伤势较重8人)，从技术分析、调查询问情况来看，事故原因可能是由于过筛工序管道粉尘大量泄露，形成粉尘环境;加上生产车间未使用防爆生产用具，操作过程中因摩擦产生火花，导致爆炸。一次爆炸后形成的冲击波又将淀粉扬起，到达一定的浓度后再次形成了二次、三次、甚至是多次燃爆。1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。这次爆炸首先是从一台滤尘器开始而后波及到其他的，全厂17台滤尘器几乎全部被毁。这些滤尘器、集尘斗大都集中布置于一室，其中13套滤尘器的集尘斗布置在地下室内。这些设备间均无分隔。只有3号滤尘器因与其他设备有墙隔开，才得以免遭厄运。袋式滤尘器极易积灰且距离过密是此次爆炸的起因，但事故的扩大和有关粉尘和亚麻等材料已经积累了大量的能量处于一触即发的状态不无关系;所以多次燃爆得以迅速发展。
[0004]农产品多数为含有氮原子的碳水化合物，配电网若发生氢原子和碳原子的谐振会直接加热于农产品；若发生氧原子和氮原子谐振，会相当部分的地将热量施加在空气中，农产品吸收的热量会相对减小。袋式滤尘器若使用高频直流电脉冲电磁场来收集粉尘，会比其它除尘器更容易起火爆炸；因为静电会吸附在易带电荷的粉尘上且在布袋中无处释放，而布袋中粉尘相对集中且热量不易散发造成能量的累计。集尘器若采用金属容器且外壳接地，静电释放和热量释放效果均会大幅度改善；当然，这必须建立在接地网必须有吸收电磁能量的“蓄水池”。当然，将高频直流电脉冲电源做成频率变化方向变化(电压正、负变化)的电磁场发射装置，可以一定程度缓解这个问题。但是，将直流电脉冲直接施加在极易炭化的粉尘上还是比较危险的，爆炸的可能性依然存在。采用变频器驱动的设备(如砻谷机)也会产生直流电脉冲电磁场，使用时应该定时检查设备加工出口的成品温度，若温度高于某个危险数值应停机降温。最好还是减少使用变频器。考虑到目前电网中的直流输电设备会产生直流电脉冲电磁场，而且会渗透到低压侧400V的民用配电系统中。即使在没有高压直流输电换流站的地方，动车或高铁机车上的开关管也会产生直流电脉冲电磁场，而且同样会渗透到低压侧400V的民用配电系统中。所以，即使工厂的用电设备不会产生直流电脉冲的电磁场，在易燃易爆场所为了确保安全生产也必须适当隔离来自电网的直流电脉冲的电磁场。
[0005]粮食和亚麻等农产品加工企业多数是小型用电设备数量繁多分散且堆积大量农产品原料的生产场所，易发生局部谐振;且企业本身地处在配电网的末端，电源线路本身具备一定的电抗值。此时串联电抗器应该装设在每一用电负荷的出线上效果较好，电抗器的型号可以选择三相铁芯电抗器、单相铁芯电抗器和单相铁淦氧磁芯电抗器。在粉尘较轻之处，对于单相用电负荷，均可以只串联一个电抗器，选用单相铁淦氧磁芯电抗器或单相铁芯电抗器。对于多数三相马达负荷，一般串联一台干式三相铁芯电抗器;也可选用三个单相铁芯电抗器或三个单相铁淦氧磁芯电抗器。需要重点防范之处，如粉尘集中区的照明用电，应该同时串联两个电抗器、对于单相负荷可以串联一个单相铁芯电抗器和一个单相铁淦氧磁芯电抗器。对于粉尘集中区的三相马达负荷、尤其是变频器供电的马达或电除尘高频直流电脉冲供电电源，在串联一台干式三相铁芯电抗器之后，在每一相上再串联一个单相铁淦氧磁芯电抗器。
[0006]不论是空芯还是铁芯串联电抗器在对GHz数量级及以上频率的谐振的抑制效果可能不明显，不但在匝间有可能穿透，甚至可以部分跨过电抗器从空气中穿越。今年初在申请“一种采用蓄电池投切抑制民用配电系统电磁谐振的电路”实用新型专利时曾经提到:由于微波炉原理主要是利用氢原子的谐振频率，而铅酸蓄电池内部电解液中含有大量氢离子；所以并联蓄电池的接入可以有效抑制配网中的微波炉效应，当然对频率较低的电磁谐振也有一定的抑制作用。蓄电池电极采用铅板，具有良好地吸收辐射波的作用，因此蓄电池组同时具有抑制辐射谐振的作用。在规模较小的粮食和亚麻加工厂或较大企业的粉尘较少区，并联铅酸蓄电池组两侧经电解电容器和陶瓷电容器隔离后并联接入400V母线的每一相上，应该可以起到良好的抑制发热效应的效果。但是，碳原子的谐振该如何抑制?虽然没有氢原子的谐振那么严重，在较大的粮食、亚麻加工企业或粉尘较多区是应该考虑的。目前电动汽车锂电池的负极一般多数使用石墨或碳作为负极，而石墨的主要成份也是碳;所以采用锂电池两侧经电容器隔离后并联接入400V母线的每一相上可以抑制碳原子的谐振。锂电池内的电解液中的有机溶剂是碳氢化合物，不仅对碳原子的谐振有良好抑制效果，而且对氢原子的谐振也有一定的抑制作用。考虑到锂电池的价格较高、单独作滤波器用不可能配置较大容量，不要用来过滤太多频率信号，所以火线侧隔离电容器不采用电解电容器;选用油浸纸、涤纶等有机化合物介质的电容器，只保证部分高频率信号有良好导通性。零线侧可以采用含碳化物的陶瓷电容器。
[0007]粮食和亚麻等农产品加工企业多数是规模不大的小企业，并联电容器组无功补偿装置一般安装在400V母线上。如果工厂内谐波不大，并联电容器组一般不按滤波器设计。如果使用铁芯电抗器限流，本身具有吸收高频直流电脉冲电流的作用。如果原来已经使用了单相空芯电抗器进行限流，此时应该在空芯电抗器旁并联一个电阻器，同样可以起到吸收直流电脉冲电流的作用；但此时应该核算是否需要适当增大电容器组的容量。如果是滤波器组，应选择若干组单调谐滤波器改造成高通滤波器。如果单调谐滤波器的串联调谐电抗器本身使用铁芯电抗器(可用三相铁芯电抗器)，则不需要作改动。如果原来已经使用了单相空芯电抗器进行限流，一样是在空芯电抗器旁并联一个电阻器，同样可以起到吸收直流电脉冲电流的作用。此时还是应该核算是否需要适当增大电容器组的容量。
[0008]粮食亚麻机加工供电系统抑制谐振技术方法分以下几步:I)除尘系统的应尽量少用或不用高频直流电脉冲电磁场收集粉尘，若一定要用可将将高频直流电脉冲电源做成频率变化且方向变化(电压正、负变化)的电磁场发射装置。以降低收集粉尘的发热程度。2)在规模较小的粮食和亚麻加工厂或较大企业的粉尘较少区，在交流三相400V母线的每一相上并联一组铅酸蓄电池组。正极和火线之间经电解电容器隔离，负极和零线之间经陶瓷电容器隔离。3)在规模较大的粮食和亚麻加工厂，首先在交流三相400V母线的每一相上并联一组铅酸蓄电池组;正极和火线之间经电解电容器隔离，负极和零线之间经陶瓷电容器隔离。同时在交流三相400V母线的每一相上并联一组锂离子电池组;正极和火线之间经油浸纸、涤纶等有机化合物介质的电容器隔离，负极和零线之间经含碳化硅的陶瓷电容器隔离。4)在粉尘不太严重之处，对于多数单相用电负荷，均可以只串联一个电抗器，选用单相铁淦氧磁芯电抗器或单相铁芯电抗器。对于多数三相马达负荷，一般串联一台干式三相铁芯电抗器;但串联电抗器的型号也可以在三相铁芯电抗器、三个单相铁芯电抗器或三个单相铁淦氧磁芯电抗器的选择其中一种。5)需要重点防范之处，如粉尘集中区的照明用电，应该同时串联两个电抗器、对于单相负荷可以串联一个单相铁芯电抗器和一个单相铁淦氧磁芯电抗器。对于粉尘集中区的三相马达负荷、尤其是变频器供电的马达或电除尘高频直流电脉冲供电电源，在串联一台干式三相铁芯电抗器之后，在每一相上再串联一个单相铁淦氧磁芯电抗器。6)400V并联电容器组如果使用了单相空芯电抗器进行限流，此时应该在空芯电抗器旁并联一个电阻器，可以起到吸收直流电脉冲电流的作用。本技术路线提供了四组并联电容器组均需进行进行切换的增设空芯电抗器旁并联电阻器方案。在安装技术上，蓄电池组宜放置在铺有绝缘垫的地面上，且尽量安装在低层没有钢筋或接地网的地面上;有关技术规程要求蓄电池的绝缘电阻不小于200kQ (地下有接地网时此规定有意义)，建议接入零线的电容器使用交流电容器隔离，且按500V直流电阻大于200k Ω考虑。接入火线的电容器使用电解电容器(一般情况下直流电阻较小)，若无泄露电流可以不对电解电容器的直流电阻提出要求。以较低的投资和较少的设备配置提高配电系统运行的可靠性及稳定性，将以前损失的能量收集回配电网以提高的供电效率，同时有益于延长用电设备的寿命。较好地降低粮食亚麻机加工配电系统经常发生的电路谐振造成的热损耗和处于热态的粉尘容易发生突发性点燃爆炸的风险。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，能够有效防止粮食农产品加工企业粉尘爆炸事故的发生。
[0010]本实用新型采用以下方案实现:一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V母线，所述交流三相400V母线的每一相上并联有一组铅酸蓄电池组，所述铅酸蓄电池组的正极与火线之间设置有一电解电容器Cl，所述铅酸蓄电池组的负极与零线之间设置有一陶瓷电容器C2;所述电解电容器Cl与火线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关，所述陶瓷电容器C2与接地线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关。
[0011]进一步的，还包括三组锂离子电池组，所述三组锂离子电池组并联在所述交流三相400V母线的每一相上，所述锂离子电池组的正极与火线之间设置有电容器C3，所述锂离子电池组的的负极与零线之间设置有陶瓷电容器C4;所述电容器C3与火线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关，所述陶瓷电容器C4与接地线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关。
[0012]本发明还提供了以下方案:一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V分段负荷母线，所述交流三相400V负荷支路的电源侧串联一台电抗器，单相负荷采用单相电抗器，三相负荷根据需要选择电抗器型号。电抗器与母线之间设置有交流空气开关。
[0013]进一步地，在供电系统的交流三相400V分段负荷母线的负荷支路的电源侧串联两台电抗器，电抗器的型号根据负荷的具体情况进行选择。
[0014]本发明还提供了以下方案:一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V母线，所述交流三相400V母线处设置无功补偿电容器组带限流空芯电抗器，所述限流空芯电抗器增设并联电阻器，用以吸收直流电脉冲电流;所述限流电抗器与N之间设置有无功补偿电容器组，所述限流电抗器与交流三相400V母线之间设置有熔丝。
[0015]本实用新型适用于粮食亚麻机加工三相交流400V供电系统的抑制谐振措施，能够有效地防止粮食农产品加工企业粉尘爆炸事故的发生。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例1的电路示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例2的电路不意图。
[0018]图3为本实用新型实施例3的电路示意图。
[0019]图4为本实用新型实施例4的电路示意图。
[0020]图5为本实用新型实施例5的电路示意图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
[0022]实施例1。
[0023]如图1所示，本实施例提供了一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V母线，所述交流三相400V母线的每一相上并联有一组铅酸蓄电池组，所述铅酸蓄电池组的正极与火线之间设置有一电解电容器Cl，所述铅酸蓄电池组的负极与零线之间设置有一陶瓷电容器C2;所述电解电容器Cl与火线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关，所述陶瓷电容器C2与接地线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关。
[0024]在本实施例中，图1表示规模较小粮食亚麻机加工企业或粉尘较少区在交流三相400V母线的每一相上并联一组铅酸蓄电池组抑制氢原子谐振的电气接线图。正极和火线之间经电解电容器Cl隔离，负极和零线之间经陶瓷电容器C2隔离。KKl选用交流两极空气开关，熔丝Fl、F2分别接在空开两极之后。
[0025]实施例2。
[0026]本实施例在实施例1的基础上还包括三组锂离子电池组，所述三组锂离子电池组并联在所述交流三相400V母线的每一相上，所述锂离子电池组的正极与火线之间设置有电容器C3，所述锂离子电池组的的负极与零线之间设置有陶瓷电容器C4;所述电容器C3与火线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关，所述陶瓷电容器C4与接地线之间依次设置有一熔丝与交流两极空气开关。
[0027]在本实施例中，图2表示在在规模较大的粮食和亚麻加工厂或粉尘较多区，在交流三相400V母线的每一相上并联一组铅酸蓄电池组;正极和火线之间经电解电容器Cl隔离，负极和零线之间经陶瓷电容器C2隔离。同时在交流三相400V母线的每一相上并联一组锂离子电池组;正极和火线之间经油浸纸、涤纶等有机化合物介质的电容器C3隔离，负极和零线之间经含碳化硅的陶瓷电容器C4隔离。KKl和KK2均选用交流两极空气开关，熔丝F1、F2分别接在KKl空开两极之后;熔丝F3、F4分别接在KK2空开两极之后。
[0028]实施例3。
[0029 ]本实施例提供了一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V分段负荷母线，所述交流三相400V每一负荷支路上串联一台电抗器，所述干式三相铁芯电抗器与母线之间设置有一交流两极空气开关。
[0030]在本实施例中，图3表示在交流400V负荷的电源侧串联一个电抗器抑制谐振的电气接线图。在粉尘不太严重之处，对于多数单相用电负荷，均可以只串联一个电抗器，选用单相铁淦氧磁芯电抗器或单相铁芯电抗器。对于多数三相马达负荷，一般串联一台干式三相铁芯电抗器;但串联电抗器的型号也可以在三相铁芯电抗器、三个单相铁芯电抗器或三个单相铁淦氧磁芯电抗器的选择其中一种。
[0031]实施例4。
[0032]本实施例在实施例3的基础上还包括有一串联电抗器。
[0033]在本实施例中，图4表示在交流400V负荷的电源侧串联两个电抗器抑制谐振的电气接线图。在需要重点防范之处，如粉尘集中区的照明用电和其它负荷，应该同时串联两个电抗器、对于单相负荷可以串联一个单相铁芯电抗器和一个单相铁淦氧磁芯电抗器。对于粉尘集中区的三相马达负荷、尤其是变频器供电的马达或电除尘高频直流电脉冲供电电源，在串联一台干式三相铁芯电抗器之后，在每一相上再串联一个单相铁淦氧磁芯电抗器。
[0034]实施例5。
[0035]本实施例提供了一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V母线，所述交流三相400V母线处设置有限流电抗器，所述限流电抗器并联有电阻器，用以吸收直流电脉冲电流;所述限流电抗器与接地线之间设置有电容，所述限流电抗器与交流三相400V母线之间设置有熔丝。
[0036]在本实施例中，图5表示在三相交流400V无功补偿电容器组限流空芯电抗器上增设并联电阻器的其中一相电气接线图。交流400V并联电容器组如果使用了单相空芯电抗器进行限流，此时应该在空芯电抗器旁并联一个电阻器，可以起到吸收直流电脉冲电流的作用。本技术路线提供R4的方案:C1、C2、C3、C4四组并联电容器组中，第一组限流空芯电抗器CKl限流空芯电抗器上并联电阻器Rl;第二组限流空芯电抗器CK2上并联电阻器R2;第三组限流空芯电抗器CK3上并联电阻器R3;第四组限流空芯电抗器CK4并联电阻器。KK1、KK2、10(3、1(1(4四台自动空气开关和总开关断路器受控于功率因素控制器，？1、？2、？3、？4分别为四组电容器组的一次熔丝。
[0037]在上述实施例中，首先，必须测量粮食亚麻机加工三相交流400V配电网络交流阻抗、还有部分不常运行的负载的交流阻抗参数。电抗器参数的选择既要考虑良好的阻波效果，又要考虑不出现新的谐振点。并联电容器组支路的隔离电容器的选择按无功补偿容量的20%以下控制，基本不影响无功平衡。
[0038]在上述实施例中，还需要测量交流阻抗一频率变化曲线测试。交流电压幅值不变的条件下，改变交流试验电源频率，用仪器测量不同频率下的被试设备或负载的电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行扫频测量。试验仪器自动将不同频率下的蓄电池组电压、电流值测试数据传输给计算机，经计算机进行数据处理后计算出阻抗值，将不同试验电源频率下的阻抗数据进行统计，生成各种曲线和数据表格。
[0039]在上述实施例中，还需要进行交流阻抗一电压变化曲线测试。交流电压频率不变的条件下，改变交流试验电源电压幅值，测量同频率下的被试设备或负载的电压、电流值，可直接进行计算统计生成各种曲线和数据表格。若交流试验电源和测量仪器具有程控和数据传输功能，可通过微机控制进行改变电压测量。试验仪器自动将不同电源电压下的蓄电池组电压、电流值测试数据传输给计算机，经计算机进行数据处理后计算出阻抗值，将不同试验电源电压下的阻抗数据进行统计，生成各种曲线和数据表格。
[0040]在上述实施例中，还需要进行随时间变化的交流阻抗特性曲线测试。将不同时间测量的交流阻抗一频率变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。将不同时间测量的交流阻抗一电压变化曲线进行统计汇总，生成汇总曲线。以便直接对照交流阻抗随时间的变化过程，将原始数据直观化。炎热夏季大太阳照射下的中午的测试数据与后半夜测试数据应有所不同。
[0041]在上述实施例中，还需要装设串联电抗器的参数决定于配电网和负载的交流阻抗特性随电压、频率的变化范围和随时间变化的范围。根据配电网及粮食亚麻机加工各种负载的运行特性，将装设串联电抗器之后的谐振点控制在没有交流分量的频率范围内。并联蓄电池组隔离电容的选择容量不宜过大，按其中容量较小的电容器额定电流小于20%蓄电池组ClQ控制。
[0042]在实施该技术方案时，若有关设备和负载的交流阻抗特性的变化范围过大，需适当增大装设串联电抗器的电感值;以便更好地控制谐振点的的频率范围。
[0043]以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，其特征在于:包括粮食亚麻加工供电系统的交流三相400V分段负荷母线，所述交流三相400V负荷分支的电源侧串联有一干式三相铁芯电抗器，所述干式三相铁芯电抗器与母线之间设置有一交流两极空气开关。2.根据权利要求1所述的一种粮食亚麻加工供电系统的抑制谐振装置，其特征在于:还包括有一单相铁淦氧磁芯电抗器，所述的单相铁淦氧磁芯电抗器与所述干式三相铁芯电抗器串联。
【文档编号】H02J3/24GK205429753SQ201620244724
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月25日
【发明人】陈宙, 唐志军, 林国栋, 邓超平, 林金东, 林少真, 黄青辉, 陈锦山, 翟博龙, 冯学敏
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院