用于同步开关的准确控制驱动器的制作方法

本发明涉及电力系统的无功补偿、谐波滤波和电网电能质量治理领域，具体地涉及一种用于同步开关的准确控制驱动器。

背景技术：

电网需要无功补偿来达到稳定电网电压，提高功率因数，减低线路损耗的目的。在无功补偿领域，约有80％使用机械式触点开关投切电容器，机械式触点开关在随机不确定的电网电压相位角投切电容器，投入时的电流超过正常额定电流的4倍到10、20倍，引起电网电压畸变。此外，还存在合闸机械触点弹跳，打开触点重燃的危险概率，弹跳和重燃使得电容器组过电压，损坏电容器，容易造成事故。而用机械式触点开关投切电容器仍有大量市场占有率的原因是其电路简单，成本低。

后来人们发现在电网电压的过零点闭合开关，在电流过零点打开开关来投切电容器会明显降低冲击电流，这就是所称的同步开关技术。电网电压为正弦波，正弦波电压的过零点变化最大，要求过零点的投切准确，精度为+、-1ms，由于开关为机械式，每次投切的时间都有微小变化，长期工作要求都在过零点很不容易。

晶闸管开关电压过零点的捕捉有发明专利：“2控3晶闸管投切电容器用的过零触发时序控制电路”，专利号：2008101064005，捕捉到晶闸管开关正弦波的两个过零点动作，没有动作后的检验，由于晶闸管动作准确，不需要担心投切不准的问题，所以没有考虑验证工作后问题。专利：电容器专用同步开关，专利号：201410240278，提到了在开关触点两端电压为零的时刻闭合，从而实现电容器的无涌流投入，没有实施电路，没有投切效果的校正。

由于正弦波电压在每个时刻都在变化，220v电网电压国家允许的波动+7％，-10％，难以用电网电压直接驱动，一般高精度的同步开关都用直流稳压电源供电，10kv电磁式接触器的驱动电压为220v，电流为5a，要用很大的稳压电源。

现在市场上有专用电容器接触器，用电阻限流的方法，投切效果不明显。

现在市场上大量出现的380v电网智能电容器，采用220v继电器，不是接触器，投切电流22a，小流量并联运行，不能做到8421码的大电流投切。

北京馨容纵横科技发展有限公司经过15年的研发，首次提出了预充电投切电容器的概念，继而拥有预充电开关的10项专利构成了预充电同步开关投切电容器专利群，例如：发明专利“基于单台三极同步开关的智能型无功补偿装置”，专利号：201210004876.4，发明专利“基于同步预充电开关投切电容器组的装置”专利号：201210468939.1等，预充电同步开关具有的优点是在电网电压峰点投切，由于电压峰点的变化率为零，为理想投切状态，冲击很小，一般同步开关在电压零点，变化率最大，预充电同步开关更容易满足高精度同步开关的要求。预充电同步开关结构的最显著标志是在同步开关的两端并联限流电阻和预充电二极管，如果同步开关两端并联预充电二极管和限流电阻，就可能采用北京馨容纵横科技发展有限公司的专利群的技术。

技术的发展永远没有结束终点，以往北京馨容纵横科技发展有限公司的预充电同步开关投切电容器专利群技术主要侧重在预充电同步开关的各种主回路，如何创造控制驱动简单，动作准确便于大量工程应用是本发明的目的。

技术实现要素：

本发明提出了一种用于同步开关(k)的准确控制驱动器，同步开关(k)的输入为电网电压，输出为电容器组(c)或变压器(t)或电抗器(l)，电容器组(c)的同步开关(k)可以是一般同步开关，也可以为预充电式，准确控制驱动器应用简单的220vac/dc模块(6)电源，突破了传统的采用直流稳压电源的模式，采用ac电压变化监测模块(4)和电压变化调整模块(5)修正电压波动的影响，应用开关闭合打开反馈信号模块(3)和电流互感器(2)，得到同步开关的过零同步点和自动修正投切点，达到准确控制驱动高精度同步开关(k)的动作要求。

本发明的目的是，弥补预充电同步开关的控制驱动的不足，将控制驱动群适用于电容、电抗器、变压器的各种负载，一台控制驱动器就能适用于低压、中压、高压的各个电流等级，且结构简单、经济适用、动作准确便于工程大量应用。

附图说明

图1：本发明的控制驱动器图；

图2：本发明的开关闭合打开反馈信号模块图；

具体实施方式

如图1所示本发明的一种控制驱动器控制同步开关(k)，同步开关(k)的输入为电网三相电压uvw，其输出为电容器组(c)或者为变压器(t)或者为电抗器(l)，控制驱动器由控制器模块(9)和准确驱动模块(7)组成，控制器模块(9)的输入为控制器命令s，调试开关s2，电压同步模块(1)和电流互感器模块(2)，开关闭合打开反馈信号模块(3)，ac电压变化监测模块(4)和电压变化调整模块(5)，控制器模块(9)从输入端得到信息，处理信息，，输出给准确驱动模块(7)，准确驱动模块(7)的电源由220vac/dc模块(6)提供，准确驱动模块(7)驱动k线圈，做到同步开关(k)的触点在过零点闭合，在电网电压的某个时刻对应电流为零时打开，模块(8)完成控制器模块(9)的双向输入输出的信息传输。

同步开关(k)可以高压低压各种场合，可以采用8421码大电流投切，用于电容器组(c)的同步开关(k)可以单独使用，也可以将同步开关(k)和与其并联连接的电阻(r1)和二极管(d1)组成预充电开关使用，同步开关(k)可以用于变压器(t)负载和电抗器(l)负载。同步开关(k)为永磁接触器、永磁断路器、电磁式接触器和电磁式断路器中的一种。

如图2所示开关闭合打开反馈信号模块(3)提供第一级准确投切保护功能，开关闭合打开反馈信号模块(3)的输入接在同步开关(k)的两端，开关闭合打开反馈信号模块(3)含有光耦(u1)和光耦(u2)，光耦(u1、u2)有限流电阻(r2)和限流电阻(r3)，同步开关(k)要成为预充电同步开关，需要在同步开关(k)两端连接预充电路二极管(d1)和电阻(r1)，电阻(r2)接在二极管(d1)和电阻(r1)之间，光耦(u1)的输入正向和二极管(d1)反向连接，光耦(u2)的输入正向和二极管(d1)正向连接，光耦(u2)输入有二极管(d2)反向保护，光耦(u1)和光耦(u2)分别测量同步开关(k)的正向和反向电压波形，光耦(u1)测量同步开关(k)即将动作的过零点，光耦(u2)修正同步开关(k)动作后的过零点，光耦(u1)和光耦(u2)的输出给控制器模块(9)，去掉二极管(d1)同步开关(k)就不具备预充电功能，。

电流互感器模块(2)提供第二级的准确投切保护，检测同步开关(k)闭合时刻在电网电压的某个时刻对应电流为零时打开同步开关(k)。

用于同步开关(k)的准确控制驱动器的硬件，控制器模块(9)的输入有电压变化监测模块(4)，电压变化监测模块(4)的测量值，转入电压变化调整模块(5)，电压变化调整模块(5)输入到控制器模块(9)，调试开关s2和电网电压uvw通过电压同步模块(1)和电流互感器模块(2)输入到控制器模块(9)，同步开关(k)的闭合打开反馈信号模块(3)，将同步开关(k)即将动作的过零点，和同步开关(k)动作后的过零点，传给控制器模块(9)，根据控制器模块(9)的输入硬件信息，处理信息，输出信号给准确驱动模块(7)，准确驱动模块(7)的电源由220vac/dc模块(6)提供，准确驱动模块(7)驱动k线圈，完成同步开关(k)动作，通讯模块(8)和控制器模块(9)双向通讯。

本发明的有益技术效果：

本发明提出了一台准确控制驱动器，可以满足高、低压和8421码大电流投切同步开关(k)的投切，更利于工程标准化的产品应用。

本发明的特定实施例已对本发明的内容做出了详尽的说明，本领域技术人员在本申请的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变型或修改均在申请待批的保护范围内。