[發(fā)明專利]電力電容器的分相開(kāi)關(guān)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910152430.4
• 申請(qǐng)日: 2009-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101707376A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季小龍;劉東;陳勝勇;張弛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州市億德科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力電容器，尤其是一種電力電容器的分相投切開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)

在供配電系統(tǒng)中，為了減少損耗，節(jié)約電能，充分利用變壓器等設(shè)備的容量，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，配置了大量的并聯(lián)電力電容器裝置，用以補(bǔ)償無(wú)功功率。目前對(duì)電力電容器進(jìn)行投切有以下幾種方式：

第一、采用交流接觸器作為并聯(lián)電容器的投切開(kāi)關(guān)，迄今仍有沿用。其缺點(diǎn)是：①投入電容時(shí)產(chǎn)生倍數(shù)較高的涌流，容易在接觸器的觸點(diǎn)處產(chǎn)生火花，燒損觸頭；②切斷電容時(shí)，容易粘住觸頭，造成拉不開(kāi)；③涌流過(guò)大對(duì)電容器本身有害，會(huì)影響使用壽命；④由于投入時(shí)線圈長(zhǎng)期供電，不僅會(huì)使線圈發(fā)熱影響其使用的壽命，同時(shí)線圈消耗的功率很大。

第二、采用雙向晶閘管的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路取代交流接觸器用于投切電容器。其優(yōu)點(diǎn)是過(guò)零觸發(fā)，無(wú)拉弧，動(dòng)作時(shí)間短，可大幅度地限制電容器合閘涌流，特別適合于繁投切的場(chǎng)合。主回路如示意圖1所示。但也存在以下缺點(diǎn)：

①采用雙向晶閘管制造成本高，晶閘管開(kāi)關(guān)電路的補(bǔ)償柜價(jià)格要比采用接觸器的補(bǔ)償柜貴70％～80％左右；

②晶閘管開(kāi)關(guān)電路運(yùn)行時(shí)有較大的壓降，運(yùn)行中的電能損耗和發(fā)熱問(wèn)題不可忽視。有功消耗的發(fā)熱量還會(huì)增加整個(gè)補(bǔ)償裝置的溫升，而需采用相應(yīng)的散熱降溫的措施；

③晶閘管電路的本身也是諧波源，大量的應(yīng)用對(duì)低壓電網(wǎng)的波形不利。

第三、采用復(fù)合開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電容起的投切，能夠?qū)崿F(xiàn)等電壓投入零電流切除，其運(yùn)行操作順序說(shuō)明如下：當(dāng)投入電容器時(shí)，先由微電腦控制器發(fā)出信號(hào)給開(kāi)關(guān)電路，使之在等電壓時(shí)投入電容器，微電腦的控制器緊接著又發(fā)信號(hào)給機(jī)械開(kāi)關(guān)，使其觸點(diǎn)也閉合，將晶閘管開(kāi)關(guān)電路短路，由于機(jī)械開(kāi)關(guān)閉合后的接觸電阻遠(yuǎn)小于開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)的電阻，達(dá)到了節(jié)能和延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)電路使用壽命的目的。當(dāng)需要切除電容器時(shí)控制器先發(fā)信號(hào)給機(jī)械開(kāi)關(guān)，使機(jī)械開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)開(kāi)關(guān)電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，并由開(kāi)關(guān)電路在電流過(guò)零時(shí)，將電容器切除。主回路如示意圖2所示。優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行功耗低、涌流小。但也存在一下缺點(diǎn)：

①目前復(fù)合開(kāi)關(guān)中的機(jī)械開(kāi)關(guān)普遍采用磁保持繼電器，在開(kāi)關(guān)閉合的過(guò)程中通過(guò)可控硅能夠?qū)崿F(xiàn)電壓過(guò)零點(diǎn)閉合，但是在磁保持繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)存在嚴(yán)重的彈跳現(xiàn)象，而且不會(huì)一定在電流過(guò)零點(diǎn)附近，一旦磁保持繼電器觸點(diǎn)閉合可控硅便會(huì)自行關(guān)斷，當(dāng)磁保持繼電器觸點(diǎn)彈開(kāi)時(shí)，可控硅因?yàn)槭沁^(guò)零導(dǎo)通這時(shí)可控硅不會(huì)重新導(dǎo)通，就會(huì)出現(xiàn)磁保持繼電器觸點(diǎn)帶負(fù)載開(kāi)閉的現(xiàn)象，這時(shí)觸點(diǎn)間的電弧經(jīng)常導(dǎo)致磁保持繼電器的觸點(diǎn)粘在一起。

②可控硅雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是其承受過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較差，很短時(shí)間的過(guò)電壓和過(guò)電流就會(huì)被損壞，并且不可修復(fù).使用于低壓電力電容器零投切控制的晶閘管又工作于低壓電力網(wǎng)，其因操作、諧波、雷擊等原因工況復(fù)雜多變.因此，為了使晶閘管能夠可靠地長(zhǎng)期運(yùn)行，除了充分留有余地合理選擇晶閘管元件外，必須針對(duì)過(guò)電壓、過(guò)電流發(fā)生的原因采取行之有效的保護(hù)措施.現(xiàn)有的使用于低壓電力電容器零投切控制的復(fù)合開(kāi)關(guān)中的可控硅的保護(hù)措施可能限于設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)和裝置體積等因素，普遍存在保護(hù)不全、針對(duì)性差、有效性差等情況.因此在瞬息萬(wàn)變的電網(wǎng)條件中易損壞.需要IT較大、Uked大于2500V以上的晶閘管，同時(shí)要配置良好的保護(hù)電路，這對(duì)于低壓電力電容器的開(kāi)關(guān)電器來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)上顯得相當(dāng)昂貴

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有的電力電容器投切開(kāi)關(guān)的不能兼顧性能和成本的不足，本發(fā)明提供一種在保證良好性能的同時(shí)、大大降低成本的電力電容器的分相開(kāi)關(guān)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種電力電容器的分相開(kāi)關(guān)，所述分相開(kāi)關(guān)設(shè)置在電力電容器的單相電路上，所述分相開(kāi)關(guān)為磁保持繼電器，所述磁保持繼電器包括線圈和開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，所述線圈與穩(wěn)壓電源連接，所述開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的閉合動(dòng)作或開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間為四分之一的市電周期，在所述分相開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的單相電路上設(shè)有電流檢測(cè)裝置和電壓檢測(cè)裝置，所述開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的動(dòng)作受控于單片機(jī)，所述單片機(jī)包括：峰值閉合動(dòng)作啟動(dòng)模塊，用于接收到上位機(jī)的閉合動(dòng)作命令，當(dāng)電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到電壓處于峰值時(shí)發(fā)出驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)開(kāi)始閉合的指令；峰值分?jǐn)鄤?dòng)作啟動(dòng)模塊，用于接收到上位機(jī)的分?jǐn)鄤?dòng)作命令，當(dāng)電流檢測(cè)裝置檢測(cè)到電流處于峰值時(shí)發(fā)出驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)開(kāi)始分段的指令。

作為優(yōu)選的一種方案：所述單片機(jī)還包括：市電頻率檢測(cè)模塊，用于在閉合動(dòng)作和分?jǐn)鄤?dòng)作之前檢測(cè)市電周期，檢測(cè)四分之一的市電周期的變化量ΔT；投入或切除時(shí)刻修正模塊，用以根據(jù)變化量修正投入或切除啟動(dòng)時(shí)刻，當(dāng)ΔT為正時(shí)，投入或切除啟動(dòng)時(shí)刻延后ΔT；當(dāng)ΔT為負(fù)時(shí)，投入或切除啟動(dòng)時(shí)刻提前ΔT。