專利名稱：10kV無功補償電容投切開關的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種工業用電容補償拒的投切開關，特別是一種10kV無功補償電容^:切開關。
背景技術：
目前工業用電容補償拒的投切開關常采用繼電器(接觸器)或斷路 器作為電容器的投切開關，由于電容器的容量很大，投入電容時主回路 有很大涌流，并且繼電器在投切時觸頭會拉弧，影響了繼電器和補償電 容的使用壽命，如果采用可控硅作為電容的投切開關，由于可控硅導通 時有一定的壓降，流過大電流時發熱很厲害，必須加裝較大的散熱器， 既增大了開關的體積，又有較大功率損耗。已公開的200520099258. 8中 國專利雖然解決了上述問題，但在應用于10KV高壓電網時，存在可控硅 耐壓不夠、高壓回路與控制回路之間易受干擾的缺陷。發明內容本實用新型的目的是提供一種既不會產生涌流、自身功耗又很小， 又能夠應用于10KV高壓電網的10kV無功補償電容投切開關，以克服上 述的不足。為了實現上述目的，本實用新型由三個繼電器(或斷路器)和控制 電路構成，其中每個繼電器的主觸頭分別串聯在主回路的三相中，其主 觸頭的輸入和輸出分別與電網和電容器(電容器組)相連接，繼電器的 控制線圈與控制電路的輸出控制線相連接，在其中兩個繼電器的主觸頭 上各并聯有可控硅，可控硅的觸發端與控制電路的輸出控制線相連接，其特點是并聯在主觸頭上的可控硅由至少兩個可控硅串聯構成。上述每個可控硅的觸發端與控制電路的輸出控制線之間連接有隔離電路。上述控制電路由中央處理器CPU、放大電路及觸發信號產生電路構 成，其中中央處理器CPU的數據輸入端與相位測試信號和投切信號相連， 中央處理器CPU的繼電器控制信號輸出及可控硅控制信號輸出與放大電 路的輸入端相接，放大電路的輸出端分別與繼電器的控制線圏和觸發信 號產生電路的輸入端相連接，觸發信號產生電路的輸出端通過隔離電路 與可控硅的觸發端相連接。由于本實用新型采用繼電器觸頭和可控硅并聯的電路結構，配合由 軟件控制的投切策略和投切時機選擇，使得在電容器投入時不會產生涌 流，投切均不會拉弧，從而延長了繼電器的使用壽命，采用至少兩個可 控硅串聯解決了耐壓不夠的缺陷，采用隔離電路解決了高壓回路與控制 回路之間易受干擾的缺陷。
圖1為本實用新型主回路的連接結構示意圖。圖2為本實用新型控制電路原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的描述。本實用新型的主回路的連接結構如圖1所示，圖中竄聯的可控硅 ASl ASn、竄聯的可控硅CSl CSn和磁保持繼電器Kl、 K2、 K3共同組 成主開關，可控硅主要實現將補償電容無沖擊地投入電網Ua、 Ub、 Uc或 >(人電網Ua、 Ub、 Uc斷開的功能，繼電器K1、 K3在雙向可控^^圭可靠^妾通后閉合，將可控硅短路，實現正常運行功能。繼電器K2實現接通或切斷電路的功能，在無電流時動作。本實用新型投入補償電容C的動作順序是首先將繼電器K2閉合，然后分別將可控硅ASl ASn、 CSl CSn選相接通，再將繼電器Kl、 K3閉合；切除補償電容C的動作順序是首先在可控硅AS1 ~ ASn、 CS1 ~ CSn 接通的情況下斷開繼電器K1、 K3,然后停止可控石圭ASl-ASn、 CSl CSn的觸發信號，最后斷開繼電器K2。投入補償電容器C的過程中，K2閉合 后，電路未形成回路，無電流，經可控硅ASl ASn、 CSl CSn采用選相 接通方式，即在接觸器斷口間電壓為OV時刻觸發可控硅導通，過電流倍 數可以控制在2倍額定電流以內。切除補償電容器過程中，停止可控硅 ASl ASn、 CSl-CSn的觸發信號后，電流過零時，可控硅自然關斷，電 容C退出運行，不會對電網造成沖擊。繼電器K1、 K3接通和斷開都是在 可控硅AS1 ~ ASn、 CS1 ~ CSn旁路導通的條件下完成，所以斷口不會拉弧； 繼電器K2不投切電流，斷口也不會拉弧。這種投切方式有效保護了繼電 器觸頭，大大延長繼電器及其相應的復合開關的使用壽命和可控硅的耐 壓能力。。本實用新型的控制電路(如圖2所示)的核心芯片中央處理器CPU 采用89C2051單片機。單片機CPU接受來自無功補償控制器的投、切信 號，高電平為投，低電平為切。CPU接收到投切補償電容器信號后，即按 照設計的動作順序，分別給繼電器K2、可控硅ASl ASn、 CSl-CSn、繼 電器K1、 K3發出相應的信號(均為高電平表示接通，低電平表示斷開)。 為了保證動作可靠，每兩個動作信號之間有一定時間間隔，這樣保證每 次動作之前，前一次動作的暫態過程已經結束，其中可控硅ASl~ASn、CS1 ~ CSn觸發信號的投入點分別在繼電器Kl和繼電器K3斷口電壓過零 時。上述工作過程都是在單片機89C2051內用軟件實現的。根據程序的 設計，當單片機接到從控制器來的投切信號后，程序會執行裝置初始化 和相位檢測工作，并根據程序設定，選擇合適時機(相位)對相應的可 控硅通過隔離電路發出動作指令，或繼電器發出動作指令。本實用新型還可以實現系統斷電4企測和電源掉相4企測，電源故障時 會及時讓開關復位，保證任何情況下系統上電開關均處于斷開狀態，不 會有上電時的涌 流o本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1、一種10kV無功補償電容投切開關，由三個繼電器和控制電路構成，其中每個繼電器的主觸頭分別串聯在主回路的三相中，其主觸頭的輸入和輸出分別與電網和電容器相連接，繼電器的控制線圈與控制電路的輸出控制線相連接，在其中兩個繼電器的主觸頭上各并聯有可控硅，可控硅的觸發端與控制電路的輸出控制線相連接，其特征在于并聯在主觸頭上的可控硅由至少兩個可控硅串聯構成。
2、 如權利要求1所述的10kV無功補償電容投切開關，其特征在于 每個可控硅的觸發端與控制電路的輸出控制線之間連接有隔離電路。
3、 如權利要求1所述的10kV無功補償電容投切開關，其特征在于 控制電路由中央處理器CPU、放大電路及觸發信號產生電路構成，其中中 央處理器CPU的數據輸入端與相位測試信號和投切信號相連，中央處理 器CPU的繼電器控制信號輸出及可控硅控制信號輸出與放大電路的輸入 端相接，放大電路的輸出端分別與繼電器的控制線圏和觸發信號產生電 路的輸入端相連接，觸發信號產生電路的輸出端通過隔離電路與可控硅 的觸發端相連4妾。
專利摘要本實用新型涉及一種10kV無功補償電容投切開關，由三個繼電器(或斷路器)和控制電路構成，其中每個繼電器的主觸頭分別串聯在主回路的三相中，其主觸頭的輸入和輸出分別與電網和電容器(電容器組)相連接，繼電器的控制線圈與控制電路的輸出控制線相連接，在其中兩個繼電器的主觸頭上各并聯有可控硅，其特點是并聯在主觸頭上的可控硅由至少兩個可控硅串聯構成。由于本實用新型采用繼電器觸頭和可控硅并聯的電路結構，配合由軟件控制的投切策略和投切時機選擇，使得在電容器投入時不會產生涌流，投切均不會拉弧，從而延長了繼電器的使用壽命，采用至少兩個可控硅串聯解決了耐壓不夠的缺陷，采用隔離電路解決了高壓回路與控制回路之間易受干擾的缺陷。
文檔編號H01H9/56GK201174597SQ20082006622
公開日2008年12月31日 申請日期2008年3月27日 優先權日2008年3月27日
發明者周建民, 肖朝法 申請人:武漢江北開關有限責任公司