[發明專利]階梯式電容器組投切裝置及其投切方法

有效

• 申請號: 201210591406.2
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103078331A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 巫慶輝;于忠黨;于震;丁碩;楊友林;楊禎山;韓建群;劉闖;張博
• 申請（專利權）人: 渤海大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所 21225
• 代理人: 李輝

1.一種階梯式電容器組投切裝置，其特征是：由電力參數讀取單片機系統、投切控制單片機系統、故障診斷單片機系統及協調控制單片機系統構成，所述電力參數讀取單片機系統由第一電壓互感器、第一電流互感器、電能計量模塊、電網故障狀態指示系統、電網故障聲光報警系統及電力參數讀取單片機構成；所述故障診斷單片機系統由第二電壓互感器、第二電流互感器、故障診斷單片機、投切開關的輔助觸點、電容器組故障狀態指示系統及電容器組故障聲光報警系統構成；所述投切控制單片機系統由投切開關與投切控制單片機構成；所述協調控制單片機系統由協調控制單片機、液晶顯示器、鍵盤、存儲單元和與上位機通信的通信模塊構成，四個單片機構成既能單獨完成各自的任務又能協同工作的具有主機-客機關系的子系統。

2.一種采用如權利要求1所述的階梯式電容器組投切裝置的投切方法，其特征是：

（1）對于主電路的電容器組采用三角接法時，采用整體投切，即電容器組Ca、Cb、Cc通過三相整體投切開關Q_a、Q_b、Q_c接A、B、C相母線；

對于主電路的電容器組采用星形接法時，投切開關設置兩套，一套為三相整體投切開關Q_a、Q_b、Q_c，便于三相整體投切，另一套是分立投切開關Q_a1、Q_a2、Q_a3、Q_b1、Q_b2、Q_b3、Q_c1、Q_c2、Q_c3，便于分相投切；當通過上位機或協調控制單片機系統手動選擇或由協調控制單片機系統自動選擇整體投切時，由投切控制單片機控制中性點開關Q_aN、Q_bN、Q_cN斷開，再控制分立投切開關Q_a1、Q_a2、Q_a3、Q_b1、Q_b2、Q_b3、Q_c1、Q_c2、Q_c3閉合，并作為整體投切開關燒結故障時的備用開關；當選擇分相投切時，由投切控制單片機控制中性點開關Q_aN、Q_bN、Q_cN閉合，再控制整體投切開關Q_a、Q_b、Q_c閉合，并作為分立投切開關燒結故障時的備用開關；

（2）通過電能計量模塊檢測到的電力參數作為電力參數讀取單片機系統的電網故障狀態的判斷依據，由協調控制單片機系統存儲、顯示及傳輸給上位機；設定過電壓參考值=（10%?～20%）×額定電壓U_N，設定欠電壓參考值=-（10%～20%）×額定電壓U_N，設定諧波電壓參考值=5%額定電壓U_N，設定缺相保護電壓為50V；當電能計量模塊檢測到欠電壓、過電壓或諧波電壓超過設定值或任意一相電壓低于設定的缺相保護電壓時，由電力參數讀取單片機啟動相應的電網聲光報警系統，由投切控制單片機系統的投切開關完成相應的保護動作，同時由協調控制單片機系統中的存貯單元記錄報警信息；

（3）由協調控制單片機系統的存貯單元自動記錄電力參數、有功電能、無功電能、狀態信息，通過存儲單元存儲數據以供現場查詢及處理，所述存貯單元采用地址分時緩沖和鎖存輸出并結合譯碼器譯碼方式實現存儲單元的擴展，將電力參數、狀態信息數據存儲在存儲單元中，通過串行口將實時數據由協調控制單片機系統的通信模塊輸出到上位機顯示、處理、存儲；

（4）通過與每個電容器并聯的放電線圈檢測電容器組的殘壓及放電時間，如果殘壓滿足投入條件，則投入；如果放電時間已經超過規定時間，同時殘壓還不滿足要求，則放電線圈出現故障，故障診斷單片機系統通過投切開關做出退網與閉鎖動作；

（5)電容器組在運行過程中，故障診斷單片機系統通過第二電壓互感器與第二電流互感器采集各相電容器組的電壓數據與電流數據，故障診斷單片機由各相電壓、各相電流計算各相電容器的容抗，按照公式：（計算容抗－原容抗）/原容抗，得到電容器組各相擊穿程度值，一旦超過設定值，所述設定值在0—0.3范圍內可調，故障診斷單片機系統中故障診斷單片機做出閉鎖決策，控制對應相的投切開關做保護動作，使對應的電容器組退網；退網動作發生后，故障診斷單片機系統檢測投切開關是否斷開，如果未斷開，則判斷為燒結故障，故障診斷單片機系統中故障診斷單片機啟動備用投切開關執行退網動作。