復合式電容器投切開關的制作方法

本實用新型涉及用于變電站無功補償的電容器投切開關，特別涉及用于10千伏母線電容器的投切開關，具體為復合式電容器投切開關。

背景技術：

目前，變電站投切電容器主要采用真空斷路器，真空斷路器具有體積小、滅弧性能好、壽命長、維護量小、使用安全等優點，在電網中廣泛使用。在并聯電容器補償裝置中基本采用真空斷路器來投切電容器組。但電容器不同于其他負載，開斷電容器組等容性負載時，由于電容器存在殘余充電電荷，在斷路器斷口會出現含直流分量的較高恢復過電壓。真空斷路器投切電容器組的大量試驗研究表明，真空斷路器存在弧后延時重擊穿并能高頻熄弧的特殊現象，即重燃現象。重燃會產生高幅值的重燃過電壓，特別是多次重燃或多相重燃，其過電壓嚴重威脅并補裝置和系統安全，另一方面，為了保證10千伏母線電壓在合格范圍內，自動電壓控制（AVC）系統會動態頻繁投切電容器組，而真空斷路器在投切電容器組時，由于存在上述問題，不宜進行頻繁快速操作。

技術實現要素：

本實用新型解決采用真空斷路器投切電容器存在的問題，提供一種復合式電容器投切開關。

本實用新型是采用如下技術方案實現的：復合式電容器投切開關，包括供電電路、投切開關本體；

所述的供電電路包括電壓比為220V/3.8V、容量為0.76KVA的單相變壓器、銅芯電纜、二十個變比為200：1電流互感器，單相變壓器初級線圈接于交流220V電源，次級線圈首端接于銅芯電纜的首端，銅芯電纜串接二十個變比為200：1的電流互感器，銅芯電纜的尾端與單相變壓器的次級線圈的尾端連接，二十個變比為200：1的電流互感器的二次線圈分別作為獨立的電源輸出，為后續電路提供電源。

所述的投切開關本體包括可控硅組、主接觸器、輔接觸器、采樣電流互感器CT、采樣電阻、過零檢測模塊，其中可控硅組由十九個串接的可控硅及與每個可控硅對應的觸發控制模塊構成，可控硅組、采樣電流互感器CT的一次邊、輔接觸器J2相互串接后，再分別并聯于A、C相的主接觸器J1的兩端，采樣電流互感器CT的二次邊與過零檢測模塊的輸入端連接，A、C相的主接觸器分別對應一個采樣電阻，采樣電阻的一端與對應相的主接觸器J1的（供電）一端（另一端為負載端）相連、另一端與過零檢測模塊的輸入端相連，每個可控硅的觸發控制模塊及過零檢測模塊分別由供電電路中的各變比為200：1的電流互感器供電。

該投切開關使用時，需配置一個控制器，該控制器可根據輸入的投切指令，控制輔接觸器的開閉，并根據過零檢測模塊輸出信號控制可控硅組的通斷和主接觸器的開閉。該控制器的結構是本領域技術人員容易實現的。

該投切開關的具體工作過程為：配置的控制器收到合閘指令時，首先使A相和C相的輔接觸器閉合，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，輸出相應的控制信號，配置的控制器在該控制信號的控制下通過各可控硅的觸發控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向配置的控制器發出信號，配置的控制器使A相和C相主接觸器閉合，然后，通過各可控硅的觸發控制模塊斷開A相和C相可控硅組，再斷開A相和C相輔接觸器，完成合閘過程，即完成電容器的投入。

配置的控制器收到分閘指令時，首先使A相和C相的輔接觸器閉合，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，輸出相應的控制信號，配置的控制器在該控制信號的控制下通過各可控硅的觸發控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向配置的控制器發出信號，配置的控制器使A相和C相主接觸器閉合，然后，通過各可控硅的觸發控制模塊斷開A相和C相可控硅組，再斷開A相和C相輔接觸器，完成分閘過程，即完成電容器的切出。

本實用新型可有效避免現有的變電站真空斷路器投切電容器組時易發生過電壓、真空斷路器爆炸損壞、電容器爆炸等事故的發生，克服了不能實現過零投切、頻繁投切的問題。該裝置通過充分利用晶閘管與交流接觸器的優點，既實現了開關過零投切的問題，又能實現開關的快速無電弧頻繁投切，可控硅組無需加裝散熱系統，整個開關裝置機械和電氣性能良好，相比傳統真空斷路器，完全滿足AVC系統實時動態快速頻繁投切的要求，可以有效保證母線電壓運行在合格范圍內。

本實用新型為了克服傳統的使用穿心式電流互感器取能方式存在的設備體積大、工藝要求高、接線復雜易出錯、供電質量較差、雜波干擾大對相應電路易造成電暈干擾，影響檢測及觸發電路正常工作等問題，給出了一種新型的供電電路結構，該供電電路結構通過變壓器在電磁功率傳輸中能量守恒的原理，初級采用容易得到的交流220V電源，次級通過降低電壓的方法獲得大電流，提高電流互感器的帶載能力，確保每一塊晶閘管觸發控制模塊電源穩定可靠，同時也解決了裝置高壓系統與二次控制系統的隔離問題，避免了傳統供電方式由于供電原因造成的工作電路不穩定，晶閘管閥串誤導通、導通不同步等問題引起晶閘管燒壞的情況發生。

附圖說明

圖1為本實用新型所述投切開關的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述投切開關局部結構示意圖。

具體實施方式

復合式電容器投切開關，包括供電電路、投切開關本體；

所述的供電電路包括電壓比為220V/3.8V、容量為0.76KVA的單相變壓器B、銅芯電纜、二十個變比為200：1電流互感器TA1－TA20，單相變壓器初級線圈接于交流220V電源，次級線圈首端接于銅芯電纜的首端，銅芯電纜串接二十個變比為200：1的電流互感器，銅芯電纜的尾端與單相變壓器的次級線圈的尾端連接，二十個變比為200：1的電流互感器的二次線圈分別作為獨立的電源輸出，為后續電路提供電源；具體實施時，供電電路還包括與各自電流互感器對應連接的檢測控制電路板，通過檢測控制電路板的整流濾波電路，最終提供直流5V的工作電源。

所述的投切開關本體包括可控硅組、主接觸器、輔接觸器、采樣電流互感器CT、采樣電阻、過零檢測模塊，其中可控硅組由十九個串接的可控硅及與每個可控硅對應的觸發控制模塊構成，可控硅組、采樣電流互感器CT的一次邊、輔接觸器J2相互串接后，再分別并聯于A、C相的主接觸器J1的兩端，采樣電流互感器CT的二次邊與過零檢測模塊的輸入端連接，A、C相的主接觸器分別對應一個采樣電阻，采樣電阻的一端與對應相的主接觸器J1的（供電）一端（另一端為負載端）相連、另一端與過零檢測模塊的輸入端相連，每個可控硅的觸發控制模塊及過零檢測模塊分別由供電電路中的各變比為200：1的電流互感器供電。

本具體實施方式給出了該投切開關使用時需配置的控制器的一種具體結構。該控制器包括主控模塊，主控模塊的輸入端與投切開關中的過零檢測模塊的輸出端相連，主控模塊的輸入端還連接有AVC接口模塊和/或投切指令模塊，主控模塊的輸出端與各可控硅的觸發控制模塊相連，主控模塊的輸出端還連接有主、輔接觸器驅動模塊。具體實施時，主控模塊的輸入端還連接有外部通訊模塊，以實現電網調度AVC主站對裝置的遠方遙控分合閘，達到區域無功電壓聯動調整的目的。該控制器利用單片機（主控模塊）的實時檢測分析功能，實現了對電容器投切開關的晶閘管和各接觸器之間的邏輯控制及對晶閘管和主輔接觸器的分合閘時隙的精準控制，通過主控模塊內部保護算法，有效防止了晶閘管非過零觸發及觸發導通時間過長的問題，達到保護晶閘管免于損壞，延長晶閘管使用壽命的目的，通過裝置強大的外部通訊接口功能，可以實現電網調度AVC主站對投切開關裝置的遠方遙控分合閘，達到區域無功電壓聯動調整的目的。

控制器的主控模塊通過AVC接口模塊（自動）或投切指令模塊（手動）收到合閘指令時，首先通過輔接觸器驅動模塊驅動輔接觸器，從而同時合上A相和C相的輔接觸器，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，主控模塊通過各可控硅的觸發控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向主控模塊發出信號，主控模塊通過主接觸器驅動模塊立即合上A相和C相主接觸器，然后，通過各可控硅的觸發控制模塊斷開A相和C相可控硅組，通過輔接觸器驅動模塊斷開A相和C相輔接觸器，完成合閘過程，即完成電容器的投入。

控制器的主控模塊通過AVC接口模塊（自動）或投切指令模塊（手動）收到分閘指令時，首先通過輔接觸器驅動模塊驅動輔接觸器，從而同時合上A相和C相的輔接觸器，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，主控模塊通過各可控硅的觸發控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向主控模塊發出信號，主控模塊通過主接觸器驅動模塊立即斷開A相和C相主接觸器，然后，通過各可控硅的觸發控制模塊斷開A相和C相可控硅組，通過輔接觸器驅動模塊斷開A相和C相輔接觸器，完成分閘過程，即完成電容器的切出。