低压电容器的三相分补投切装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型的低压电容器的三相分补投切装置，为解决现有技术中晶闸管功耗大，散热难等问题而发明。包括投切控制器、三个投切开关，所述的投切开关由电磁开关和电子开关并联组成；投入时，投切控制器使电子开关导通后，输出信号将电磁开关导通以使电子开关被短路，并在电子开关被短路后撤去电子开关的控制信号使电子开关关断，由电磁开关一直工作；切除时，投切控制器输出信号使电子开关导通，并在电子开关导通后将电磁开关断开，并在电磁开关断开后撤去电子开关的控制信号，完成了电容从相线中的切除。整个投入过程中，靠磁场保持其通、断状态，磁保持继电器的线包不需要电流，所以功耗非常低。
【专利说明】
低压电容器的三相分补投切装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力系统的输配电技术领域，特别涉及一种低压电容器的投切装置。
【背景技术】
[0002]随着大量感性、冲击性和非线性低压负载在电网中的广泛应用，低压配电网中产生大量的感性无功功率，造成电网线路的电压跌落和增加电能损耗，降低电网的电能质量。为了降低线路中的无功损耗和提高电网的电能质量，理想的方法是就地进行容性无功补偿，通常做法是投切低压电容器进行容性无功补偿。
[0003]目前，用于低压电容器投切开关的结构主要有两种，一种是交流接触器投切开关，另一种是晶闸管投切开关。交流接触器投切开关在低压电容器投入或切除时会产生很大的涌流和过压，会导致低压电容器和交流接触器使用寿命减少，甚至会损坏低压电容器和交流接触器。交流接触器投切低压电容器，其维护成本高，不适用于频繁操作。晶闸管投切开关实现低压电容器的过零投切，解决了低压电容器投切过程中的涌流和过电压，但晶闸管功耗大，散热难，需要添加辅组散热器，并且晶闸管投切开关在低压电容器运行时容易产生谐波。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种低压电容器的投切装置，该投切装置具有过零投切低压电容器的功能，并且投切装置运行功耗低，不会产生谐波污染。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的低压电容器的三相分补投切装置，所述的投切装置包括投切控制器、三个投切开关，其中，
[0006]所述的投切控制器用于对三相线路的参数进行采集，并根据参数设定值向任意一个或几个投切开关发出投入或切除信号；
[0007]所述的投切开关用于将电容投入线路或从线路中切除;所述的投切开关由电磁开关和电子开关并联组成；
[0008]其中，
[0009]当所述的投切控制器发出投入信号时，所述投入信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通完成了电容的投入;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关导通以使电子开关被短路;投切控制器在电子开关被短路后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断;投切控制器控制电磁开关一直工作；
[0010]当所述的投切控制器发出切除信号时，所述切除信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关断开;投切控制器在电磁开关断开后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断完成了电容从相线中的切除。
[0011]优选的，所述的电子开关由过零触发器和两个反向并联的晶闸管组成，所述的过零触发器在晶闸管端电压过零时触发晶闸管导通;其中，所述的投切控制器输出信号与过零触发器输入端相连，所述的过零触发器的输出端向反向并联晶闸管的控制端输出控制信号。
[0012]优选的，所述的电磁开关为磁保持继电器。
[0013]优选的，所述的过零触发器至少包括一光隔离过零可控硅驱动器，所述的光隔离过零可控硅驱动器为M0C3081。
[0014]优选的，所述的线路的参数包括电网电压、负载电流和/功补偿支路电流。
[0015]为达到上述目的，本实用新型的低压电容器的投切装置，包括投切控制器和投切开关，其中，
[0016]所述的投切控制器用于对线路的参数进行采集，并根据参数设定值向投切开关发出投入或切除信号；
[0017]所述的投切开关用于将补偿电容投入线路或从线路中切除;所述的投切开关由电磁开关和电子开关并联组成；
[0018]其中，
[0019]当所述的投切控制器发出投入信号时，所述投入信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通完成了电容的投入;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关导通以使电子开关被短路;投切控制器在电子开关被短路后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断;投切控制器控制电磁开关一直工作；
[0020]当所述的投切控制器发出切除信号时，所述切除信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关断开;投切控制器在电磁开关断开后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断完成了电容从相线中的切除。
[0021]优选的，所述的电子开关由过零触发器和两个反向并联的晶闸管组成，所述的过零触发器在晶闸管端电压过零时触发晶闸管导通;其中，所述的投切控制器输出信号与过零触发器输入端相连，所述的过零触发器的输出端向反向并联晶闸管的控制端输出控制信号。
[0022]优选的，所述的电磁开关为磁保持继电器。
[0023]本实用新型的投切开关由晶闸管与磁保持继电器并联组成，当低压电容器投入时，投切控制器控制晶闸管先导通，晶闸管导通后磁保持继电器跟着导通。磁保持继电器导通后晶闸管被短路，投切控制器将晶闸管断开，此后磁保持继电器一直工作。低压电容器切除时，投切控制器控制晶闸管先导通，然后投切控制器将磁保持继电器断开，等磁保持继电器完全断开后，晶闸管再断开。并且磁保持继电器只是在动作时需要能量驱动，不动作时靠磁场保持其通、断状态，磁保持继电器的线包不需要电流，所以功耗非常低。
【附图说明】
[0024]图1是低压电容器投切装置框图。
[0025]图2是本实用新型低压电容器投切装置应用于三相共补时的原理图；
[0026]图3是本实用新型低压电容器三相分补投切装置实施例的原理图
[0027]图4是图2所示实施例中过零触发器的电路图。
【具体实施方式】
[0028]本实用新型提供了一种低压电容器的投切装置，下面结合【附图说明】和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0029]图1为本实用新型的投切低压电容器装置框图，由图1所示，低压电容器的投切装置可以进行多组三相共补和多组三相分补的投切，三相共补和三相分补都是由电容器和串联电抗器构成，三相共补可以联结成星形结构或三角形结构，三相分补联结成YO形结构。投切控制器采集电网电压、负载电流、三相共补和三相分补电流信号，通过CPU的分析、运算和处理，得到电网的无功功率和功率因数等参数，根据设定的参数值计算电网需要的无功功率，投切控制器控制投切开关的动作，从而控制电容器的投切，实现电网的三相共补和三相分补。投切控制器根据接收到的数据进行分析处理，检测装置的状态，如有故障则进行保护控制。
[0030]实施例1
[0031]图2为本实用新型的低压电容器投切装置的应用于三相共补时的原理图，由图2所示，装置在进行三相共补的投入时，投切控制器输出信号导通三相过零触发器，三相过零触发器将反并联晶闸管T1、T2和T3先导通，晶闸管导通后投切控制器输出信号将磁保持继电器K导通。磁保持继电器K导通后晶闸管被短路，投切控制器撤去三相过零触发器的控制信号，反并联晶闸管Tl、Τ2和Τ3关断，此后磁保持继电器K一直工作。当三相共补切除时，投切控制器输出信号导通三相过零触发器，三相过零触发器将反并联晶闸管Τ1、Τ2和Τ3先导通，然后投切控制器输出信号将磁保持继电器K断开，等磁保持继电器K完全断开后，投切控制器撤去三相过零触发器的控制信号，反并联晶闸管Τ1、Τ2和Τ3关断。
[0032]实施例2
[0033]图3为本实用新型的低压电容器三相分补投切装置实施例的原理图，由图3所示，装置在进行三相分补的投入时，以A相为例，投切控制器输出信号导通A相过零触发器，A相过零触发器将反并联晶闸管TA先导通，反并联晶闸管TA导通后投切控制器输出信号将磁保持继电器Kl导通。磁保持继电器Kl导通后反并联晶闸管TA被短路，投切控制器撤去A相过零触发器的控制信号，反并联晶闸管TA关断，此后磁保持继电器Kl 一直工作。当三相分补切除时，投切控制器输出信号导通A相过零触发器，A相过零触发器将反并联晶闸管TA先导通，然后投切控制器输出信号将磁保持继电器Kl断开，等磁保持继电器Kl完全断开后，投切控制器撤去A相过零触发器的控制信号，反并联晶闸管TA关断。B相和C相的三相分补投切与A相类似，这里就不再赘述。
[0034]图4为图2所示实施例中的过零触发器的电路图，过零触发器的核心芯片是M0C3081器件，M0C3081是MOTOROLA公司生产的一种新型的光电耦合器件，它可用直流低电压、小电流来控制交流高电压、大电流。
[0035]如图4所示，图4中Rl为限流电阻，发光二极管LED用于过零触发指示，Rl限流LED输入的电流为15mA左右，R2是触发功率双向可控硅的限流电阻，其值由交流电网电压峰值及触发器输出端允许重复冲击电流峰值决定。R3是晶闸管的门极电阻，当控制柜灵敏度较高时，门极阻抗也很高，并上R3可提高抗干扰能力。R4也是晶闸管的门极电阻，二极管Dl和D2可选用IN4001。当控制端加入一个直流24V的电压信号，M0C3081的驱动电流通过驱动电阻Rl和LED流过芯片，此时芯片内部的红外发光二极管发出光信号。
[0036]芯片内部的过零检测电路开始工作，当过零检测电路检测到芯片4、6引脚端电压过零信号时，芯片内部的双向可控硅导通，双向可控硅流过的电流触发反并联晶闸管导通。
[0037]以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种低压电容器的三相分补投切装置，其特征在于，所述的投切装置包括投切控制器、三个投切开关，其中， 所述的投切控制器用于对三相线路的参数进行采集，并根据参数设定值向任意一个或几个投切开关发出投入或切除信号； 所述的投切开关用于将电容投入线路或从线路中切除;所述的投切开关由电磁开关和电子开关并联组成； 其中， 当所述的投切控制器发出投入信号时，所述投入信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通完成了电容的投入;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关导通以使电子开关被短路;投切控制器在电子开关被短路后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断;投切控制器控制电磁开关一直工作； 当所述的投切控制器发出切除信号时，所述切除信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关断开;投切控制器在电磁开关断开后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断完成了电容从相线中的切除。2.如权利要求1所述的低压电容器的三相分补投切装置，其特征在于，所述的电子开关由过零触发器和两个反向并联的晶闸管组成，所述的过零触发器在晶闸管端电压过零时触发晶闸管导通;其中，所述的投切控制器输出信号与过零触发器输入端相连，所述的过零触发器的输出端向反向并联晶闸管的控制端输出控制信号。3.如权利要求1所述的低压电容器的三相分补投切装置，其特征在于，所述的电磁开关为磁保持继电器。4.如权利要求2所述的低压电容器的三相分补投切装置，其特征在于，所述的过零触发器至少包括一光隔离过零可控硅驱动器，所述的光隔离过零可控硅驱动器为M0C3081; 所述的光隔离过零双向可控硅驱动器具有两个输入端和两个输出端;在所述的光隔离过零可控硅驱动器的其中一输入端设置有限流电阻;在所述的光隔离过零可控硅驱动器的其中负极输出端设置有门限电阻。5.如权利要求1所述的低压电容器的三相分补投切装置，其特征在于，所述的线路的参数包括电网电压、负载电流和无功补偿支路电流。6.—种低压电容器的投切装置，其特征在于，所述的投切装置包括投切控制器和投切开关，其中， 所述的投切控制器用于对线路的参数进行采集，并根据参数设定值向投切开关发出投入或切除信号； 所述的投切开关用于将补偿电容投入线路或从线路中切除;所述的投切开关由电磁开关和电子开关并联组成； 其中， 当所述的投切控制器发出投入信号时，所述投入信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通完成了电容的投入;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关导通以使电子开关被短路;投切控制器在电子开关被短路后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断;投切控制器控制电磁开关一直工作； 当所述的投切控制器发出切除信号时，所述切除信号包括:投切控制器输出信号给电子开关，使电子开关导通;投切控制器在电子开关导通后输出信号将电磁开关断开;投切控制器在电磁开关断开后撤去电子开关的控制信号，电子开关关断完成了电容从相线中的切除。7.如权利要求6所述的低压电容器的投切装置，其特征在于，所述的电子开关由过零触发器和两个反向并联的晶闸管组成，所述的过零触发器在晶闸管端电压过零时触发晶闸管导通;其中，所述的投切控制器输出信号与过零触发器输入端相连，所述的过零触发器的输出端向反向并联晶闸管的控制端输出控制信号。8.如权利要求6所述的低压电容器的投切装置，其特征在于，所述的电磁开关为磁保持继电器。
【文档编号】H02J3/18GK205509511SQ201620260067
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】姚自立
【申请人】中冶华天工程技术有限公司