[發明專利]無功補償裝置的缺相保護結構

無效

• 申請號: 201110165043.1
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102222878A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 方宏
• 申請（專利權）人: 樂山晟嘉電氣有限公司
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00;H02H3/253
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 李順德

技術領域

本發明涉及無功補償裝置的缺相保護結構。

背景技術

無功補償是在電子供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。無功補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少網絡的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。

傳統的無功補償裝置由斷路器、接觸器、熱繼電器、電容器等器件組成，采用普通三相、大容量的電容器進行三相共補方式投切。這類補償裝置在電容器的投切過程中存在嚴重的合閘涌流，產生投切振蕩，接觸器主觸頭易燒毀，大大減少了電容器的使用壽命。近年來，隨著電力電子技術的飛速發展，以及各種相應保護功能的不斷完善，復合投切開關以其優越的開關特性在無功補償及濾波裝置中逐步替代了傳統無功補償裝置中接觸器的位置。復合投切開關利用晶閘管等電子器件無觸點的特性，使其在投切電容器過程中無火花，不產生涌流，無投切振蕩，無噪聲，響應速度快(在微秒級內開通、關斷)，效率高，成本低，這一系列的優點使得復合投切開關在低壓無功補償裝置中得到廣泛的應用。但是作為復合投切開關主要構成原件的晶閘管等電子器件同時也具有過載能力差的缺點，如果出現過載或一瞬間的短路，便有可能使其擊穿。因此在應用時對其保護功能也特別的重視。目前一般是在主回路中串入快速熔斷器，在出現故障的情況下快速斷開主回路，保證復合投切開關不被燒毀，同時也能保證整個設備的安全應用。如圖1所示傳統的多回路補償結構示意圖，圖中FU為快速熔斷器，K為復合投切開關，C為三相電容器，L為電抗器。在復合投切開關K中，V為公共端正極輸入，N為復合投切開關的零線輸入端，K1為負極控制信號。

由圖1可以看出，三相電容器C實際上是將三只單相電容器在內部通過三角形接法接成三角形，再引出A、B、C三相端子。由此可知：當任一支路中的某一相(或者兩相)出現短路故障，其連接的快速熔斷器FU立即斷開，那么這一相(或者兩相)的電容器將無法再投入，但無功補償控制儀無法檢測到這一情況，仍會對其余兩相(或一相)的電容器給出投入信號，這樣就會造成系統電壓或電流的三相不平衡，產生多種危害，包括：

1、無功補償裝置中串聯的三相鐵芯電抗器缺相運行，產生嘯叫，同時因為某相過熱而縮短壽命、加大損耗；

2、影響其余設備正常運行，比如旋轉電機在不對稱狀態下運行，會使轉子產生附加損耗及發熱，從而引起電機整體或局部升溫，此外反向磁場產生附加力矩會使電機出現振動；

3、降低系統容量的利用率，增加系統網絡損耗，降低電網能量傳輸效率；

4、引起以負序分量為啟動元件的多種保護發生誤動作，直接威脅電網的安全運行。

目前采用的補償控制儀，雖然能檢測到整個系統的缺相情況，具備缺相保護功能，但對于這種某一支路所發生的小范圍缺相是不具備檢測和保護能力的，因此在設計無功補償裝置的時候，必須要解決在發生這類故障時，能迅速的把發生缺相支路的電容器全部切除，以消除隱患。

發明內容

本發明提供了一種無功補償裝置的缺相保護結構，在當任一支路的任一相發生故障時，能夠快速斷開補償控制儀與復合投切開關之間對該支路的控制，使該支路在故障排除前將不能再進行投入。解決因缺相造成的電容器三相投入不平衡而造成電壓、電流不平衡的現象，同時也消除因電壓、電流不平衡而造成的一系列危害。

本發明的無功補償裝置的缺相保護結構，包括與三相電源連接的復合投切開關，還包括三個帶有輔助觸點的熔斷器，將所述的三個熔斷器的常閉輔助觸點依次串聯后，首尾引出端子分別連接復合投切開關公共正極輸入端和三相電源，使復合投切開關、三個輔助觸點熔斷器和三相電源之間串聯成回路。

熔斷器的輔助觸點分為常開觸點和常閉觸點，工作原理為當熔斷器正常時，其常開觸點是斷開的，常閉觸點是接通的。當熔斷器熔斷后，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，即常開觸點和常閉觸點狀態互換。本發明通過把與A、B、C三相對應的三只熔斷器的常閉輔助觸點依次串聯起來并與復合投切開關串接成回路，當其中任一只熔斷器因電流過載等原因熔斷后，其常閉點斷開，串聯回路也就斷開了，整個回路也就不能正常通信了，由此起到斷開該條支路的控制回路的作用。

進一步的方案為，還包括有補償控制儀，所述的復合投切開關的負極控制信號端與補償控制儀的控制信號輸出端連接，所述三個熔斷器所串聯的三個輔助觸點是通過補償控制儀的公共端與三相電源連接。通過補償控制儀的公共端輸出來控制熔斷器是否熔斷。