[實用新型]一種投切電容器組的2控3簡化預充電同步開關電路

有效

• 申請號: 201520433809.3
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN204809871U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 楊建寧
• 申請（專利權）人: 北京馨容縱橫科技發展有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種投切電容器組的2控3簡化預充電同步開關電路，用于電網電能質量治理工程中，可以實現對電容器組的快速無沖擊電流投入和電流過零時切除，切除電流同步開關上承受的電壓最高為電網線電壓的峰峰值，屬于電力系統的無功補償和諧波濾波技術領域。

背景技術

發明專利：“一種投切電容器組的2控3預充電相控開關電路”，專利號：200910076776.0，有如下好處：克服晶閘管投切電容器組(TSC)的價格高，耗能大的缺點；突破常規相控開關的速度慢的限制，將動作時間縮短，由打開到閉合完成一次動作，時間在1秒鐘內，閉合不產生電流沖擊，打開電流為零；減少傳統的三相相控開關采用三個獨立開關的結構，只采用兩只獨立的開關就完成了三相開閉動作，稱為2控3；對電容器組預充電，在電壓的峰點投切開關，開關精度比傳統相控開關低，效果比傳統相控開關好，這意味著成本低，質量高，用戶好接受。節能環保，沒有能耗，符合時代要求。

但是，該專利存在開關斷開時開關兩端電壓高的問題，該專利中，兩只給電容器組預充電的相控開關組成3相開關，在每只相控開關旁邊，并聯連接著高壓硅堆二極管與高壓限流電阻的串聯電路，達到對電容器組預充電的作用。由于采用了兩只預充電電路，造成說明書附圖的圖7所示K1開關打開10ms后K1開關兩端最高電壓為電網線電壓有效值的3.4倍，高于電網線電壓的峰峰值，圖4所示K2開關打開時10ms后K2開關兩端最高電壓為電網線電壓有效值的3倍，正常，(由于有電抗器開關上的電壓不是2*1.414倍線電壓值)，機械開關打開時候開關同樣也存在著彈跳，開關彈跳使得開關觸點的間距變小，開關打開10ms的時候開關的電壓為最高值，再遇到開關彈跳，極容易發生重燃危險。分析產生的原因為該專利由于相控開關旁的兩只高壓硅堆二極管的陰極均接在開關的電源側，或者兩只高壓硅堆二極管的陽極均接在開關的電源側這種結構造成的。在K2開關打開時必然產生電網線電壓的有效值的3.4倍電壓。如果結構變化，一只預充電二極管的陰極接在開關的電源側，另一只預充電二極管的陽極接在開關的電源側，則開關打開時電容器組中有一相電容器有斷續交流電流，開關斷不開，這種結構行不通。

2控3電路在實際生產中應用很多，測量了多家2控3投切電容器產品，包括符合復合開關、同步開關，都發現存在開關打開時某相開關最高電壓為電網線電壓有效值的3.4倍，發生觸點粘連現象。

克服上述投切電容器組的2控3預充電相控開關電路打開時電壓過高的缺點，可以采用專利“基于同步預充電開關投切電容器組的裝置”，專利號：201210468939.1，該專利采用單極同步開關K1和兩極同步開關K2與電容器組串聯連接到三相電網電壓，單極同步開關K1和兩極同步開關K2的主觸點兩端并聯連接著預充電電路1，2，3，該專利具有在背靠背投切電容器組時無涌流，電流過零斷開，開關動作為秒級，裝置綠色節能的優勢。特別是開關在打開時每個開關觸點承受相電壓，不是線電壓，相電壓的1.732倍是線電壓，所以，開關觸點的電壓低，不會發生重燃故障。但是，該專利采用了3個同步開關，在有些應用場合，只能采用2控3形式的2個同步開關，這樣，就提出了是否在2控3電路中開關停止時可以不承受3.4倍高的電壓，只承受電網線電壓的峰峰值即3倍的有效值線電壓，同時還要具備預充電投切電容器投切精度要求不高，快速無沖擊電流，節能的優勢。本專利就是解決這個技術問題。

發明內容

本發明提出了一種投切電容器組的2控3簡化預充電同步開關電路，在兩個同步開關K1、K2中，只在一個同步開關K2配置預充電電路5，另一同步開關K1不配置預充電電路，預充電電路由兩個簡化為一個，每個同步開關K1、K2上安裝著開關電壓檢測模塊4的一組，檢測開關的過零點和投切狀態，控制模塊2按照時序在一只同步開關K2的電壓和電壓變化率同時為零點理想狀態下投入，在另一只同步開關K1的電壓過零點準理想狀態下投入，投入電容器組無沖擊電流，在特定的電流過零點打開同步開關K1、K2切除電容器，同步開關K1、K2承受的電壓最多為線電壓的峰峰值，投切快速間隔可以為秒級。