专利名称：用于低压无功补偿设备上的动态投切装置的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种用于低压无功补偿设备上的动态投切装置，适于替代目前低压无功补偿设备上的机械式投切装置，特别适于取代目前电力电容器屏(或柜)上的机械式投切装置，实现对电力电容器进行自动跟踪投切。
我国380V与10KV配电网的无功电力缺额很大，需安装大量的低压无功补偿设备，尤需安装大量就地可调的无功补偿设备。从70年代以来，被广泛采用的一种无功补偿电力电容器屏(或柜)，如
图1所示，其所用的投切装置由空气开关Ko、机械式交流开关K1、熔断器Fu、限流电抗器L组成，投切装置处于工作状态时，接于屏(或柜)内小母线的空气开关Ko关闭，受电子控制器F(它从外接电流互感器CT处检测电力负载的电流信号，根据负载电流值或负载功率因数值确定补偿电力电容器的组数，实现慢速地调节无功补偿容量的要求)指令控制的机械式交流开关K1根据信号，自动投入一组或多组三相电力电容器工作，熔断器Fu是起安全保护作用，限流电抗器L是为了限制投切过程中的暂态电流。这种机械式投切装置存在着如下缺点(1)控制能力欠缺，投切执行手段落后。机械式投切装置进行电容电路的投切，无法控制接通时的合闸角和切断时的分闸角，因而，不可避免的要产生过电流过电压、对电网造成暂态干扰、对电容器及机械开关造成严重损伤；(2)动态响应特性差。因为当补偿电容器被切除后，必须通过自行放电使电容器残压低于50伏才能进行再次投入，这就造成切后再投所需延时时间长达几分钟，即这种投切装置不能及时跟踪负载变化而作频繁投切，因而，在实际工作中，经常出现欠补或过补的情况。
(3)综合功能欠缺。不适用于三相不平衡负载，不能兼滤高次谐波和抑制电压闪变，因而难以改进供电质量。
(4)由于这种投切装置所固有的上述缺点，大部分在投运一两年后便损坏，或停止运行，或改成人工投切，而人工投切的不及时性使其补偿实际效果大为减少。
长期以来，人们一直在寻求一种投切装置以取代传统的机械式投切装置，其难以实现的技术难点在于原有低压无功补偿设备都安装了角型联接的三相电容器，电容器内没有电源中性点端头，三相电容器相间，或各相与现场电源中性点之间，不能接入无触点交流电子开关，那么，只能在三相电容器角型接线外部串入无触点交流电子开关。此处的无触点交流开关，在其逐相初始接通到转入对称稳定运行存在一个过渡过程，各相交流开关的合闸时刻如果安排欠佳就难于平缓过渡，会在无触点开关中产生暂态过电流和超限的电流上升率，以致损坏无触点开关。
本实用新型的目的是提供一种新型结构的用于低压无功补偿设备上的动态投切装置，其能够替代已有机械式投切装置，确保低压无功补偿设备在动态投切时能正常工作。
本实用新型的目的是这样实现的一种用于低压无功补偿设备上的投切装置，它有空气开关Ko，它还有快速空气开关K、过零控制式交流电子开关M，空气开关Ko的一端是接母线的端头Jm，空气开关Ko的另一端接快速空气开关K的一端，快速空气开关K的另一端接过零控制式交流电子开关M的输入端，过零控制式交流电子开关M的输出端是接补偿电力电容器的端头Jc，过零控制式交流开关M的触发端是接电子控制器的端头γ。
其中，空气开关K.的另一端可以是接两组或三组或四组或多组并联的快速空气开关K。
本实用新型的优点是1由于本实用新型采用过零控制式交流电子开关M完成电容电路的投切，实现了控制逻辑合理，投切执行手段先进(1)在电源电压瞬时值处于90°或270°时导通，不产生过电压；(2)在电流瞬时值为零时切断，不产生过电流和过电压；(3)采用的无触点交流开关，无机械触头，不产生电弧，不存在触头烧损现象和动作时的噪声；(4)可以很好地对角型联接的三相电容器在角外进行投切，因为过零控制式交流开关M是在其两端电位接近于零时导通的，所以当电力电容器已充电至电网的峰值电压后，可确保导通时刻处于电压的峰值点，即在90°或270°的准确角度合闸，另外，在线路侧顺序投入各相电路时，包括电力电容器已充电或尚未充电时，只要各相的电子开关两端的电位差最小，则导通时的暂态电流分量便不会过大，即可平缓过渡到三相平衡的稳态工况。
2动态响应特性优良，因为各相可以在90°或270°的工作点跟踪投切三相电容器，故动态响应时间是0～6.7毫秒，完全可以跟踪电焊电流的变化而实现频繁地投切。
3综合功能充实(1)可兼滤高次谐波。若在角型电容器组外部线路侧串入调谐滤波电抗器，并用过零固态交流电子开关进行跟踪投切，可避免产生无功过补和电网过电压等情况。(如果不采用本实用新型所述的过零控制式交流电子开关M进行快速投切，则当谐波源负载减少时，过补偿的无功电力便被返送电网，从而引起低压公共联结点的端电压大幅度提升，以致损坏电力电容器和电气设备)4采用本投切装置后，可将原无功补偿装置容量扩大一倍。
5无功补偿装置使用本实用新型所述投切装置后，(1)受电功率因数大幅度提高，电费减少；(2)用电质量显著改善；(3)配电设备可“增容”；(4)无功电力补偿设备可长期可靠运行，使用寿命大大延长；(5)自动化水平提高；(6)可提高配电网无功补偿的有效性和显著降低线损率；(7)可改善供电质量和提高电网的安全稳定性。
图1是已有机械式投切装置工作状态示意图；图2是本实用新型所述投切装置外壳示意图；图3是本实用新型所述投切装置示意图；图4是本实用新型所述装置用于实际工作时的线路接线图；下面通过附图结合实施例对本实用新型结构做进一步的说明实施例1如图3所示，一种用于低压无功补偿设备上的投切装置，它有空气开关K。、快速空气开关K、过零控制式交流开关M；空气开关Ko的一端是接母线的端头Jm，其另一端接两组并联的(或接三组或四组或多组并联的，至少要有一组，选择组数多少是根据需投入工作的低压无功补偿设备容量大小而定的)快速空气开关K的一端，快速空气开关K的另一端接过零控制式交流开关M的输入端，过零控制式交流开关M的输出端是接补偿电力电容器的端头Jc，过零控制式交流开关M的触发端是接电子控制器的端头γ，电子控制器是北京硅瑞电能优化技术中心销售的用于低压无功补偿设备上的电子控制器，也可以是按照无功电力补偿原理设计的其它适用的常规电子控制器。
本实用新型的工作过程是如图2、4所示，首先，将本实用新型所述投切装置上的空气开关Ko的端头Jm接至供电母线，过零控制式交流电子开关M的触发端头γ接至电子控制器F，过零控制式交流电子开关M的输出端头Jc接至投切补偿电力电容器的一端，电子控制器F的输入端接电流互感器CT，电子控制器F的另一输入端接供电母线；空气开关Ko闭合时，投切装置处于准备工作状态，当过零控制式交流电子开关M接受电子控制器F发出的触发脉冲而受控导通后，即将迅速投入一组或多组三相电力电容器工作，即当电子控制器F从外接电流互感器CT检测到电力负载无功电流分量值后，便与电子控制器F内的设定值进行比较，确定补偿电力电容器的组数，实现快速跟踪投切。
本实用新型所述的空气开关Ko、快速空气开关K、过零控制式交流电子开关M均是市场上买的常规通用产品。
权利要求1．一种用于低压无功补偿设备上的动态投切装置，它有空气开关Ko，其特征在于它还有快速空气开关K、过零控制式交流电子开关M，空气开关Ko的一端是接母线的端头Jm，空气开关Ko的另一端接快速空气开关K的一端，快速空气开关K的另一端接过零控制式交流电子开关M的输入端，过零控制式交流电子开关M的输出端是接补偿电力电容器的端头Jc，过零控制式交流开关M的触发端是接电子控制器的端头γ。
2．如权利要求1所述的一种用于低压无功补偿设备上的动态投切装置，其特征在于空气开关Ko的另一端接两组或三组或四组或多组并联的快速空气开关K的一端，快速空气开关K的另一端接过零控制式交流电子开关M的输入端，过零控制式交流开关M的输出端是接补偿电力电容器的端头Jc，过零控制式交流电子开关M的触发端是接电子控制器的端头γ。
专利摘要本实用新型公开了一种用于低压无功补偿设备上的动态投切装置,其空气开关K
文档编号H02J3/18GK2331113SQ9820351
公开日1999年7月28日 申请日期1998年4月15日 优先权日1998年4月15日
发明者刘倬云 申请人:刘倬云