一种10kV并联电容器的分相合闸装置的制作方法

本实用新型涉及一种10kV并联电容器的分相合闸装置。

背景技术：

变电站所采用的无功补偿装置大多采用电容器进行补偿，电容器补偿过程中需要根据负载判断是否需要投切。投切电容器的装置就是断路器，所以断路器是电容器无功补偿系统中一定存在的装置。目前正在运行的断路器投切方式大部分采用三相一次合闸，也有一些采用分相合闸的断路器，但是采用的合闸策略为当其中两相相等时刻合闸，然后再合闸第三相。由于需要控制两相电压相等时刻同时合闸，控制精度的范围将扩大2倍，即精度减小一半。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种10kV 并联电容器的分相合闸装置，该装置能够提高合闸精度，减少过电流过电压对电容器的影响。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：

一种10kV并联电容器的分相合闸装置，包括：补偿电容器组，包括并联的A、B、C相电容器；真空断路器，包括串联在对应的A、 B、C相母线和A、B、C相电容器之间的A、B、C相断路器；用于对应驱动A、B、C相断路器合闸的A、B、C相操动机构；放电装置，其连接A、B、C相断路器和A、B、C相电容器之间对应的接点；电压检测电路，用于检测A、B、C相电压；同步开关控制器，包括第一电压比较模块、第二电压比较模块、微控制模块；所述电压检测电路的其中一相的电压输出连接至第一电压比较模块、第二电压比较模块的参考电压输入端，电压检测电路的另外两相的电压输出分别连接第一电压比较模块、第二电压比较模块的待测电压输入端，所述第一电压比较模块、第二电压比较模块的输出端连接至微控制模块的输入端；所述微控制模块的输出端输出A、B、C相合闸驱动信号至各相操动机构的合闸线圈，且所述微控制模块内置有定时器。

进一步地，所述微控制模块连接有工频检测电路。

进一步地，所述操动机构采用永磁操动机构。

进一步地，所述A、B、C相电容器星形连接。

进一步地，所述放电装置设置有用于检测放电装置状态的放电检测模块，所述放电检测模块连接微控制模块的输入端。

进一步地，所述A、B、C相断路器设置有断路器状态检测模块，所述断路器状态检测模块连接微控制模块输入端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种10kV并联电容器的分相合闸装置，在电容器作无功补偿时，先通过微控制模块驱动其中一相断路器合闸，接着通过第一、第二电压比较模块分别比较余下的两个待合闸相电压与已合闸相电压是否相等，当某待合闸闸相电压与已合闸相电压相等时，输出触发信号至微控制模块，以驱动第二相断路器合闸，然后在经过工频90度相位角位移的时间间隔后驱动第A、B、C相断路器合闸。本发明采用三相依次合闸分相控制策略，控制精度是采用两相同时合闸分相控制策略的两倍，有效减少过电流过电压对电容器的影响。

附图说明

图1是本实用新型的10kV并联电容器的分相合闸装置的模块框图；

图2是本实用新型的电压检测电路的电路原理图；

图3是本实用新型的同步开关控制器的电路原理框图；

图4是本实用新型的三相工频交流电压波形图。

具体实施方式

请参见图1，本实用新型的一种10kV并联电容器的分相合闸装置，包括：补偿电容器组、真空断路器、操动机构、放电装置、电压检测电路、同步开关控制器。

所述补偿电容器组包括并联的A、B、C相电容器，且A、B、C相相电容器为星形连接。

所述真空断路器包括串联在对应的A、B、C相母线和A、B、C相电容器之间的A、B、C相断路器。

所述操动机构采用永磁操动机构，用于对应驱动A、B、C相断路器合闸的A、B、C相操动机构。在其它实施例中，所述操动机构也可以采用电磁操动机构、弹簧操动机构。

所述放电装置连接A、B、C相断路器和A、B、C相电容器之间对应的接点。

所述电压检测电路用于检测A、B、C相电压。请参见图2，本实施例提供的一种优选的电压检测电路，包括A相、B相和C相电压检测电路，三相所述电压检测电路结构相同，均包括电压互感器、运算放大器、放大电阻、相位补偿电路、偏置电路、低通滤波器，该电压检测电路能将交流电压信号转换成同频同相的矩形波信号，以接入后续的同步开关控制器。需说明的是，本实用新型不限定电压检测电路的具体电路结构，只要其能达到三相工频交流电压检测的目的都可应用于本分相合闸装置中。

所述同步开关控制器包括第一电压比较模块、第二电压比较模块、微控制模块。所述电压检测电路的其中一相的电压输出连接至第一电压比较模块、第二电压比较模块的参考电压输入端，电压检测电路的另外两相的电压输出分别连接第一电压比较模块、第二电压比较模块的待测电压输入端，所述第一电压比较模块、第二电压比较模块的输出端连接至微控制模块的输入端。

具体地，第一电压比较模块、第二电压比较模块具有相同的结构，请参见图3，本实施例提供一种优选的电压比较模块结构，分别包括电压比较器、边沿触发电路，电压检测电路的A相电压输出接入第一电压比较模块和第二电压比较模块的电压比较器的正向输入端，第一电压比较模块的电压比较器的反向输入端接入B相电压输出，第二电压比较模块的电压比较器的反向输入端接入C相电压输出。通过两比较器分别比较B相和C相电压是否与A相电压相等，当B相或C相电压与A相电压相等，相应的比较器输出信号跳转，通过边沿触发电路检测比较器输出信号跳转的上升/下降沿，并输出触发信号至微控制模块。

所述微控制模块的输出端输出A、B、C相合闸驱动信号至各相操动机构的合闸线圈，以控制各相操动机构执行合闸操作。且所述微控制模块内置有定时器，用于输出定时控制信号以执行第三相合闸操作。

请参见图4，本实施例的分相合闸装置在电容器作无功补偿时，设在时刻t₁＝0.205s，微控制模块先输出A相合闸驱动信号至A相操动机构控制断路器合闸；接着通过第一、第二电压比较模块分别比较B 相和C相电压与A相电压是否相等，在t₂＝0.207s时刻，C相与A相的相电压相等时，第二电压比较模块输出触发信号至微控制模块，以驱动C相断路器合闸；然后经过5ms(工频系统中为90度相位延时) 后，即t₃＝0.212s时刻，B相的相电压刚好过零点，而此时的中性点电压也刚好过零，此时驱动B相断路器合闸。

所述微控制模块连接有工频检测电路，以检测工频交流电压信号的频率，然后根据测量得到的频率转换计算90度相位角的时间间隔。

所述放电装置设置有用于检测放电装置状态的放电检测模块，所述放电检测模块连接微控制模块的输入端，通过放电检测模块监测放电装置状态。

所述A、B、C相断路器设置有断路器状态检测模块，所述断路器状态检测模块连接微控制模块输入端，通过断路器状态检测模块监测 A、B、C相断路器开关状态。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。