CN201174597Y - 10kV无功补偿电容投切开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种10kV无功补偿电容投切开关，由三个继电器(或断路器)和控制电路构成，其中每个继电器的主触头分别串联在主回路的三相中，其主触头的输入和输出分别与电网和电容器(电容器组)相连接，继电器的控制线圈与控制电路的输出控制线相连接，在其中两个继电器的主触头上各并联有可控硅，其特点是：并联在主触头上的可控硅由至少两个可控硅串联构成。由于本实用新型采用继电器触头和可控硅并联的电路结构，配合由软件控制的投切策略和投切时机选择，使得在电容器投入时不会产生涌流，投切均不会拉弧，从而延长了继电器的使用寿命，采用至少两个可控硅串联解决了耐压不够的缺陷，采用隔离电路解决了高压回路与控制回路之间易受干扰的缺陷。
Description
技术领域
本实用新型属于一种工业用电容补偿柜的投切开关，特别是一种10kV无功补偿电容投切开关。
背景技术
目前工业用电容补偿柜的投切开关常采用继电器(接触器)或断路器作为电容器的投切开关，由于电容器的容量很大，投入电容时主回路有很大涌流，并且继电器在投切时触头会拉弧，影响了继电器和补偿电容的使用寿命，如果采用可控硅作为电容的投切开关，由于可控硅导通时有一定的压降，流过大电流时发热很厉害，必须加装较大的散热器，既增大了开关的体积，又有较大功率损耗。已公开的200520099258.8中国专利虽然解决了上述问题，但在应用于10KV高压电网时，存在可控硅耐压不够、高压回路与控制回路之间易受干扰的缺陷。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种既不会产生涌流、自身功耗又很小，又能够应用于10KV高压电网的10kV无功补偿电容投切开关，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本实用新型由三个继电器(或断路器)和控制电路构成，其中每个继电器的主触头分别串联在主回路的三相中，其主触头的输入和输出分别与电网和电容器(电容器组)相连接，继电器的控制线圈与控制电路的输出控制线相连接，在其中两个继电器的主触头上各并联有可控硅，可控硅的触发端与控制电路的输出控制线相连接，其特点是：并联在主触头上的可控硅由至少两个可控硅串联构成。
上述每个可控硅的触发端与控制电路的输出控制线之间连接有隔离电路。
上述控制电路由中央处理器CPU、放大电路及触发信号产生电路构成，其中中央处理器CPU的数据输入端与相位测试信号和投切信号相连，中央处理器CPU的继电器控制信号输出及可控硅控制信号输出与放大电路的输入端相接，放大电路的输出端分别与继电器的控制线圈和触发信号产生电路的输入端相连接，触发信号产生电路的输出端通过隔离电路与可控硅的触发端相连接。
由于本实用新型采用继电器触头和可控硅并联的电路结构，配合由软件控制的投切策略和投切时机选择，使得在电容器投入时不会产生涌流，投切均不会拉弧，从而延长了继电器的使用寿命，采用至少两个可控硅串联解决了耐压不够的缺陷，采用隔离电路解决了高压回路与控制回路之间易受干扰的缺陷。
附图说明
图1为本实用新型主回路的连接结构示意图。
图2为本实用新型控制电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。
本实用新型的主回路的连接结构如图1所示，图中窜联的可控硅AS1～ASn、窜联的可控硅CS1～CSn和磁保持继电器K1、K2、K3共同组成主开关，可控硅主要实现将补偿电容无冲击地投入电网Ua、Ub、Uc或从电网Ua、Ub、Uc断开的功能，继电器K1、K3在双向可控硅可靠接通后闭合，将可控硅短路，实现正常运行功能。继电器K2实现接通或切断电路的功能，在无电流时动作。
本实用新型投入补偿电容C的动作顺序是：首先将继电器K2闭合，然后分别将可控硅AS1～ASn、CS1～CSn选相接通，再将继电器K1、K3闭合；切除补偿电容C的动作顺序是：首先在可控硅AS1～ASn、CS1～CSn接通的情况下断开继电器K1、K3，然后停止可控硅AS1～ASn、CS1～CSn的触发信号，最后断开继电器K2。投入补偿电容器C的过程中，K2闭合后，电路未形成回路，无电流，经可控硅AS1～ASn、CS1～CSn采用选相接通方式，即在接触器断口间电压为0V时刻触发可控硅导通，过电流倍数可以控制在2倍额定电流以内。切除补偿电容器过程中，停止可控硅AS1～ASn、CS1～CSn的触发信号后，电流过零时，可控硅自然关断，电容C退出运行，不会对电网造成冲击。继电器K1、K3接通和断开都是在可控硅AS1～ASn、CS1～CSn旁路导通的条件下完成，所以断口不会拉弧；继电器K2不投切电流，断口也不会拉弧。这种投切方式有效保护了继电器触头，大大延长继电器及其相应的复合开关的使用寿命和可控硅的耐压能力。。
本实用新型的控制电路(如图2所示)的核心芯片中央处理器CPU采用89C2051单片机。单片机CPU接受来自无功补偿控制器的投、切信号，高电平为投，低电平为切。CPU接收到投切补偿电容器信号后，即按照设计的动作顺序，分别给继电器K2、可控硅AS1～ASn、CS1～CSn、继电器K1、K3发出相应的信号(均为高电平表示接通，低电平表示断开)。为了保证动作可靠，每两个动作信号之间有一定时间间隔，这样保证每次动作之前，前一次动作的暂态过程已经结束，其中可控硅AS1～ASn、CS1～CSn触发信号的投入点分别在继电器K1和继电器K3断口电压过零时。上述工作过程都是在单片机89C2051内用软件实现的。根据程序的设计，当单片机接到从控制器来的投切信号后，程序会执行装置初始化和相位检测工作，并根据程序设定，选择合适时机(相位)对相应的可控硅通过隔离电路发出动作指令，或继电器发出动作指令。
本实用新型还可以实现系统断电检测和电源掉相检测，电源故障时会及时让开关复位，保证任何情况下系统上电开关均处于断开状态，不会有上电时的涌流。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1、一种10kV无功补偿电容投切开关，由三个继电器和控制电路构成，其中每个继电器的主触头分别串联在主回路的三相中，其主触头的输入和输出分别与电网和电容器相连接，继电器的控制线圈与控制电路的输出控制线相连接，在其中两个继电器的主触头上各并联有可控硅，可控硅的触发端与控制电路的输出控制线相连接，其特征在于：并联在主触头上的可控硅由至少两个可控硅串联构成。
2、如权利要求1所述的10kV无功补偿电容投切开关，其特征在于：每个可控硅的触发端与控制电路的输出控制线之间连接有隔离电路。
3、如权利要求1所述的10kV无功补偿电容投切开关，其特征在于：控制电路由中央处理器CPU、放大电路及触发信号产生电路构成，其中中央处理器CPU的数据输入端与相位测试信号和投切信号相连，中央处理器CPU的继电器控制信号输出及可控硅控制信号输出与放大电路的输入端相接，放大电路的输出端分别与继电器的控制线圈和触发信号产生电路的输入端相连接，触发信号产生电路的输出端通过隔离电路与可控硅的触发端相连接。
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