用于变电站无功补偿的复合式电容器投切开关装置的制作方法

本实用新型涉及用于变电站无功补偿的电容器投切开关装置，特别涉及用于10千伏变电站的电容器投切开关装置，具体为用于变电站无功补偿的复合式电容器投切开关装置。

背景技术：

目前，变电站投切电容器主要采用真空断路器，真空断路器具有体积小、灭弧性能好、寿命长、维护量小、使用安全等优点，在电网中广泛使用。在并联电容器补偿装置中基本采用真空断路器来投切电容器组。但电容器不同于其他负载，开断电容器组等容性负载时，由于电容器存在残余充电电荷，在断路器断口会出现含直流分量的较高恢复过电压。真空断路器投切电容器组的大量试验研究表明，真空断路器存在弧后延时重击穿并能高频熄弧的特殊现象，即重燃现象。重燃会产生高幅值的重燃过电压，特别是多次重燃或多相重燃，其过电压严重威胁并补装置和系统安全，另一方面，为了保证10千伏母线电压在合格范围内，自动电压控制（AVC）系统会动态频繁投切电容器组，而真空断路器在投切电容器组时，由于存在上述问题，不宜进行频繁快速操作。

技术实现要素：

本实用新型解决采用真空断路器投切电容器存在的问题，提供一种用于变电站无功补偿的复合式电容器投切开关装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：用于变电站无功补偿的复合式电容器投切开关装置，包括供电电路、投切开关和投切控制电路；

所述的供电电路包括电压比为220V/3.8V、容量为0.76KVA的单相变压器、铜芯电缆、二十个变比为200：1电流互感器，单相变压器初级线圈接于交流220V电源，次级线圈首端接于铜芯电缆的首端，铜芯电缆串接二十个变比为200：1的电流互感器，铜芯电缆的尾端与单相变压器的次级线圈的尾端连接，二十个变比为200：1的电流互感器的二次线圈分别作为独立的电源输出，为后续电路提供电源。

所述的投切开关包括可控硅组、主接触器、辅接触器、采样电流互感器CT、采样电阻、过零检测模块，其中可控硅组由十九个串接的可控硅及与每个可控硅对应的触发控制模块构成，可控硅组、采样电流互感器CT的一次边、辅接触器J2相互串接后，再分别并联于A、C相的主接触器J1的两端，采样电流互感器CT的二次边与过零检测模块的输入端连接，A、C相的主接触器分别对应一个采样电阻，采样电阻的一端与对应相的主接触器J1的（供电）一端（另一端为负载端）相连、另一端与过零检测模块的输入端相连，每个可控硅的触发控制模块及过零检测模块分别由供电电路中的各变比为200：1的电流互感器供电。

所述的投切控制电路包括主控模块，主控模块的输入端与投切开关中的过零检测模块的输出端相连，主控模块的输入端还连接有AVC接口模块和/或投切指令模块，主控模块的输出端与各可控硅的触发控制模块相连，主控模块的输出端还连接有主、辅接触器驱动模块。

装置的主控模块通过AVC接口模块（自动）或投切指令模块（手动）收到合闸指令时，首先通过辅接触器驱动模块驱动辅接触器，从而同时合上A相和C相的辅接触器，采样电阻为过零检测模块提供采样电压，当过零检测模块检测到电压过零时刻，主控模块通过各可控硅的触发控制模块，向A相和C相可控硅组的各可控硅同时送触发信号，使A相和C相可控硅组合闸，过零检测模块通过采样电流互感器CT和采样电阻检测到两相可控硅组合闸成功后，向主控模块发出信号，主控模块通过主接触器驱动模块立即合上A相和C相主接触器，然后，通过各可控硅的触发控制模块断开A相和C相可控硅组，通过辅接触器驱动模块断开A相和C相辅接触器，完成合闸过程，即完成电容器的投入。

装置的主控模块通过AVC接口模块（自动）或投切指令模块（手动）收到分闸指令时，首先通过辅接触器驱动模块驱动辅接触器，从而同时合上A相和C相的辅接触器，采样电阻为过零检测模块提供采样电压，当过零检测模块检测到电压过零时刻，主控模块通过各可控硅的触发控制模块，向A相和C相可控硅组的各可控硅同时送触发信号，使A相和C相可控硅组合闸，过零检测模块通过采样电流互感器CT和采样电阻检测到两相可控硅组合闸成功后，向主控模块发出信号，主控模块通过主接触器驱动模块立即断开A相和C相主接触器，然后，通过各可控硅的触发控制模块断开A相和C相可控硅组，通过辅接触器驱动模块断开A相和C相辅接触器，完成分闸过程，即完成电容器的切出。

本实用新型可有效避免现有的变电站真空断路器投切电容器组时易发生过电压、真空断路器爆炸损坏、电容器爆炸等事故的发生，克服了不能实现过零投切、频繁投切的问题。该装置通过充分利用晶闸管与交流接触器的优点，既实现了开关过零投切的问题，又能实现开关的快速无电弧频繁投切，可控硅组无需加装散热系统，整个开关装置机械和电气性能良好，相比传统真空断路器，完全满足AVC系统实时动态快速频繁投切的要求，可以有效保证母线电压运行在合格范围内。

装置利用单片机（主控模块）的实时检测分析功能，实现了对电容器投切开关的晶闸管和各接触器之间的逻辑控制及对晶闸管和主辅接触器的分合闸时隙的精准控制，通过主控模块内部保护算法，有效防止了晶闸管非过零触发及触发导通时间过长的问题，达到保护晶闸管免于损坏，延长晶闸管使用寿命的目的，通过装置强大的外部通讯接口功能，可以实现电网调度AVC主站对投切开关装置的远方遥控分合闸，达到区域无功电压联动调整的目的。

本实用新型为了克服传统的使用穿心式电流互感器取能方式存在的设备体积大、工艺要求高、接线复杂易出错、供电质量较差、杂波干扰大对相应电路易造成电晕干扰，影响检测及触发电路正常工作等问题，给出了一种新型的供电电路结构，该供电电路结构通过变压器在电磁功率传输中能量守恒的原理，初级采用容易得到的交流220V电源，次级通过降低电压的方法获得大电流，提高电流互感器的带载能力，确保每一块晶闸管触发控制模块电源稳定可靠，同时也解决了装置高压系统与二次控制系统的隔离问题，避免了传统供电方式由于供电原因造成的工作电路不稳定，晶闸管阀串误导通、导通不同步等问题引起晶闸管烧坏的情况发生。

附图说明

图1为本实用新型所述投切开关装置的结构示意图；

图2为投切开关局部结构示意图。

具体实施方式

用于变电站无功补偿的复合式电容器投切开关装置，包括供电电路、投切开关和投切控制电路；

所述的供电电路包括电压比为220V/3.8V、容量为0.76KVA的单相变压器B、铜芯电缆、二十个变比为200：1电流互感器TA1－TA20，单相变压器初级线圈接于交流220V电源，次级线圈首端接于铜芯电缆的首端，铜芯电缆串接二十个变比为200：1的电流互感器，铜芯电缆的尾端与单相变压器的次级线圈的尾端连接，二十个变比为200：1的电流互感器的二次线圈分别作为独立的电源输出，为后续电路提供电源；具体实施时，供电电路还包括与各自电流互感器对应连接的检测控制电路板，通过检测控制电路板的整流滤波电路，最终提供直流5V的工作电源。

所述的投切开关包括可控硅组、主接触器、辅接触器、采样电流互感器CT、采样电阻、过零检测模块，其中可控硅组由十九个串接的可控硅及与每个可控硅对应的触发控制模块构成，可控硅组、采样电流互感器CT的一次边、辅接触器J2相互串接后，再分别并联于A、C相的主接触器J1的两端，采样电流互感器CT的二次边与过零检测模块的输入端连接，A、C相的主接触器分别对应一个采样电阻，采样电阻的一端与对应相的主接触器J1的（供电）一端（另一端为负载端）相连、另一端与过零检测模块的输入端相连，每个可控硅的触发控制模块及过零检测模块分别由供电电路中的各变比为200：1的电流互感器供电。具体实施时，采样电阻的阻值为10M。

所述的投切控制电路包括主控模块，主控模块的输入端与投切开关中的过零检测模块的输出端相连，主控模块的输入端还连接有AVC接口模块和/或投切指令模块，主控模块的输出端与各可控硅的触发控制模块相连，主控模块的输出端还连接有主、辅接触器驱动模块。具体实施时，主控模块的输入端还连接有外部通讯模块，以实现电网调度AVC主站对装置的远方遥控分合闸，达到区域无功电压联动调整的目的。