[實用新型]一種容性設備投切電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520026825.0
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN204361690U
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 滕明茂;雙俊峰;梁永健;金韜;趙國棟;吳孝兵
• 申請（專利權）人: 杭州休普電子技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;盧金元

技術領域

本實用新型涉及電力控制領域，尤其是涉及一種用于工頻電網(wǎng)功率因數(shù)補償?shù)娜菪栽O備投切電路。

背景技術

在電力控制系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到的負載類型為感性負載，因此針對感性負載的控制電路比較多，也比較成熟，然而隨著技術的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的容性負載也不可忽視。工頻電網(wǎng)功率因數(shù)補償器一般都是采用繼電器自動投切電力電容達到補償功率因數(shù)的目的。由于容性負載和感性負載存在許多截然相反的特性，因此對于這類負載的控制必然有其自身的特點。實際應用中容性負載的投切會遇到許多問題，如在投切電力電容時會產(chǎn)生浪涌電流和火花，因此嚴重損傷投切開關和對電網(wǎng)造成嚴重的干擾。

中華人民共和國國家知識產(chǎn)權局于2014年04月30日公開了公告號為?CN203574382U的專利文獻，名稱是控制補償電容器投切的智能控制電路，其包括磁保持繼電器、電壓采樣電路、計算機控制電路、驅(qū)動電路和放電電路；磁保持繼電器的觸點串聯(lián)連接在電容投切電路中，通過電壓采樣電路檢測繼電器觸點兩端的電壓，根據(jù)檢測的電力系統(tǒng)的電壓情況，由計算機控制電路適時發(fā)出通斷指令，使驅(qū)動電路驅(qū)動磁保持繼電器動作，完成電容器的投切，此方案仍然無法較好地解決涌流和觸電重燃問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術所存在的容性設備投入會產(chǎn)生較大涌流、切斷時可能使觸點重燃等的技術問題，提供一種涌流極小、觸點重燃概率低、投切時柔和、電網(wǎng)諧波對設備影響小的容性設備投切電路。

本實用新型針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種容性設備投切電路，包括控制器U1、控制模塊U2、交流電源AC、電阻R1、電阻R2、電阻R3、晶閘管D1、二極管D2、可控開關K1、電壓互感器PT1、電壓互感器PT2和容性設備C1；所述電壓互感器PT1的一次線圈連接交流電源AC的第一端和第二端，二次線圈連接控制器U1；電阻R1的第一端連接交流電源AC的第一端，電阻R1的第二端連接電阻R2的第一端，電阻R2的第二端連接交流電源AC的第二端；二極管D2的第一端連接電阻R1的第二端，二極管D2的第二端通過電阻R3連接到電阻R2的第二端；容性設備C1的第一端連接交流電源AC的第一端，容性設備C1的第二端連接晶閘管D1的陽極；晶閘管D1的控制端連接二極管D2的第二端，陰極連接交流電源AC的第二端；可控開關K1的第一端連接容性設備C1的第二端，可控開關K1的第二端連接交流電源AC的第二端，可控開關K1還與控制模塊U2連接；控制模塊U2與控制器U1連接；電壓互感器PT2的一次線圈兩端分別連接可控開關K1的第一端和第二端，二次線圈連接控制器U1。

容性設備C1未投入時，開關K1處于斷開狀態(tài)，當交流電源AC的第一端J1電壓高于第二端J2時，電阻R1和R2的分壓電壓擊穿二極管D2，然后對晶閘管D1產(chǎn)生觸發(fā)電平，此時晶閘管D1陽極電壓高于陰極電壓，滿足導通條件，直到C1放電完畢，流過D1的電流小于其維持電流，D1截止。由于晶閘管D1的單向?qū)ㄐ裕珻1不斷通過D1對外放電，因此J3的電壓逐漸接近J2，K1兩端的電壓幾乎相等，都等于交流電源的電壓峰峰值的二分之一。此時控制器U1通過電壓互感器PT2檢測到此狀況，便向控制模塊U2發(fā)出閉合K1的指令，由于J2、J3電壓非常接近，因此K1上的電流沖擊會維持在一個比較理想的水平，達到了控制涌流的目的。

容性設備C1投入后，開關K1處于閉合狀態(tài)，當控制器U1通過電壓互感器PT1檢測到交流電源處于波峰時，流經(jīng)K1上的電流接近零，如果下一時刻J1的電壓高于J2，此時微控制器U1向控制模塊U2發(fā)出斷開K1指令，由于C1兩端電壓處于波峰，電流接近為零，且K1斷開后，晶閘管D1滿足導通條件，因此K1斷開將后獲得一個續(xù)流回路，因此避免了K1觸點的重燃。

晶閘管D2、二極管D1以及電阻R1、R2、R3組成的緩沖續(xù)流電路與開關K1形成復合工作模式。當開關K1需要閉合時，前者起到緩沖作用，率先對容性設備C1放電使得K1兩端電壓非常接近，避免涌流沖擊；當開關K1需要斷開時，前者起到續(xù)流作用，使得容性設備上的剩余電流得以繼續(xù)釋放。晶閘管D1在此與開關K1配合工作，共同完成容性設備C1的接入與斷開。

作為優(yōu)選，容性設備投切電路還包括熱敏電阻PTC，所述熱敏電阻串聯(lián)在晶閘管D1的陽極和容性設備C1的第二端之間。

為了避免K1斷開時，晶閘管放電電流過大，電路中采用正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC與晶閘管串聯(lián)，對整個回路起限流保護作用。

作為優(yōu)選，所述控制器U1為STM32F103C8T6芯片，控制模塊U2為BL8023C芯片。