一種星接電容器組投切模塊的制作方法
【專利摘要】一種星接電容器組投切模塊，包括星接電容器組、三個可控開關K1、K2、K3以及三個電感L1、L2、L3以及三個電容預充電電路（10）、（20）、（30）和可控開關驅動電路；所述星接電容器組配網線路的零線LN連接，A、B、C輸入端子分別與所述三個電感的第一端連接，所述三個電感的第二端分別通過三個可控開關與配網線路的LA、LB、LC相線連接，所述三個電容預充電電路分別與所述三個可控開關并聯連接，所述可控開關驅動電路的三個輸出端分別與所述三個可控開關的控制端連接。本實用新型與配網線路連接，可以實現三相無功功率的分時補償，且能有效避免電容器投切過程浪涌電流的產生,減少電容器投入電網時可能造成的沖擊電流，延長模塊的使用壽命。
【專利說明】
一種星接電容器組投切模塊
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種用于三相功率優化裝置中的星接電容器組投切模塊。
【背景技術】
[0002]配電變壓器的不對稱運行，會產生大量的負序電流和零序電流，這些負序電流和零序電流會嚴重污染電網，大大增加電網的功率損耗，降低變壓器的出力，威脅配變的安全運行，嚴重影響供電質量。國標GB50052-2009《供配電涉及規范》、DL/T 572-2010《變壓器運行規程》中，都對Υ/ΥΝ0接線的配電變壓器運行時中線電流大小及三相電流的不平衡度有嚴格要求。
[0003]三相功率優化裝置不僅可以對三相負荷進行常規的無功補償，還具有針對三相負荷有功功率不對稱的狀況進行自動調整，將三相負荷有功功率調整至對稱或基本對稱的功能。現有三相功率優化裝置中的電容分相補償大都采用三個單相交流接觸器分別控制三個單相電容器的投切，在每個交流接觸器的上側裝有熔斷器和隔離開關，分別用作短路保護和隔離電源。這種補償裝置成本高、體積大，且諧波污染大，維護成本高，不適于頻繁操作。采用交流接觸器投切，會在線路中產生大的浪涌電流，影響電容器的使用壽命，甚至使電容器發生爆炸。
[0004]本實用新型針對上述三相功率優化裝置的電容分相補償所存在的不足之處進行改進，設計一種新型的星接電容器組投切模塊，該模塊與三相四線制配網線路的A、B、C相線及零線連接，可以實現三相無功功率的分時補償。整個模塊成本低、體積小，安裝方便，而且可以精確控制每個電容器投切的時間點，避免浪涌電流的產生，延長了模塊的使用壽命，保證了整個裝置的安全運行。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的發明目的是為三相功率優化裝置提供一種新型的星接電容器組投切模塊，該模塊與三相四線制配網線路連接，可以實現三相無功功率的分時補償，且成本低、體積小、安裝方便，還可以精確控制每個電容器投切的時間點，避免浪涌電流的產生，延長模塊的使用壽命，保證整個裝置的安全運行。
[0006]本實用新型具體通過如下技術手段實現其發明目的:包括星接電容器組、三個可控開關K1、K2、K3以及三個電感L1、L2、L3以及三個電容預充電電路10、20、30和可控開關驅動電路;所述星接電容器組包含A、B、C、N四個輸入端子，所述N輸入端子與三相四線制配網線路的零線LN連接，所述A、B、C輸入端子分別與所述三個電感的第一端連接，所述三個電感的第二端分別通過三個可控開關與三相四線制配網線路的LA、LB、LC相線連接，所述三個電容預充電電路分別與所述三個可控開關并聯連接，所述可控開關驅動電路的兩個輸入端與外部主控電路連接，三個輸出端分別與所述三個可控開關的控制端連接。
[0007]所述三個電容預充電電路由繼電器和電阻串聯組成，用于在電容器投入之前，對其進行預充電，保證電容器在電位差的過零點附近投入，使投入過程無浪涌電流產生。
[0008]所述可控開關驅動電路對外部主控電路輸入的控制信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、移相和重復頻率，當線路電壓與電容電壓相當的瞬間，輸出適合可控開關的驅動信號，使可控開關閉合。
[0009]所述三個電感可以抑制電容器投入電網時可能造成的沖擊電流。
[0010]作為本實用新型的可選實施方式:所述可控開關元件均為復合開關，復合開關可以進行過零投切，可有效的避免投切過程中產生的浪涌電流和觸頭間拉弧的現象。
[0011]作為本實用新型的可選實施方式:所述可控開關元件均為同步開關，同步開關可以在開關接點兩端電壓為零的時刻閉合，從而實現電容器的無涌流投入，在電流為零的時刻斷開，從而實現開關接點的無電弧分斷。
[0012]相對于現有技術，本實用新型具有如下有益效果:
[0013]本實用新型采用星接電容器組代替三個單相電容器，減小了裝置的體積，節省了成本，簡化了安裝。
[0014]本實用新型與三相四線制配網線路的A、B、C相線及零線連接，可以實現三相無功功率的分時補償，且可以有效避免電容器投切過程浪涌電流的產生，減少電容器投入電網時可能造成的沖擊電流，延長模塊的使用壽命，保證整個裝置的安全運行。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型較佳實施例的星接電容器組投切模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實施例的星接電容器組投切模塊由星接電容器組，三個電感L1、L2、1^3，三個同步開關1(1、1(2、1(3，三個電容預充電電路10、20、30，和可控開關驅動電路組成。所述電容預充電電路10由繼電器k01和電阻ROl串聯組成，所述電容預充電電路20由繼電器k02和電阻R02串聯組成，所述電容預充電電路30由繼電器k03和電阻R03串聯組成。所述星接電容器組的輸出端A與所述電感LI的第一端連接，所述電感LI的第二端通過同步開關Kl與三相四線制配網線路LA連接;所述星接電容器組的輸出端B與所述電感L2的第一端連接，所述電感L2的第二端通過同步開關K2與三相四線制配網線路LB連接;所述星接電容器組的輸出端C與所述電感L3的第一端連接，所述電感L3的第二端通過同步開關K3與三相四線制配網線路LC連接;所述星接電容器組的輸出端N與三相四線制配網線路LN連接。所述電容預充電電路10與同步開關Kl并聯連接，所述電容預充電電路20與同步開關K2并聯連接，所述電容預充電電路30與同步開關K3并聯連接。所述可控開關驅動電路的兩個輸入端Inl、In2與外部主控電路連接，輸出端Out I與同步開關KI的控制端KIC連接，輸出端Out 2與同步開關K2的控制端K2C連接，輸出端0ut3與同步開關K3的控制端K3C連接。
[0017]本實施例的工作原理如下:電容Cl投入信號到來后，繼電器KOl閉合，交流電通過電阻ROl對電容Cl進行預充電，當Cl兩端電壓接近交流電壓正半周的峰值時，斷開磁保持繼電器KOI，結束電容Cl的預充電。Cl預充電結束后，外部主控電路通過可控開關驅動電路的輸入端Inl和In2輸入信號，可控開關驅動電路對輸入信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、相位和重復頻率，當線路電壓與電容Cl電壓相當的瞬間，輸出適合可控開關的驅動信號，通過輸出端Out I輸出同步開關KI的驅動信號到其控制端KIC，使KI閉合，此時電容CI通過電感LI投入到三相四線制配電線路的LA線與零線LN之間。電容Cl切除信號到來后，當流經電容CI的電流接近零時，可控開關驅動電路輸出端Out I停止輸出驅動信號，此時電容Cl從三相四線制配電線路的LA線與零線LN之間切除。
[0018]電容C2投入信號到來后，繼電器K02閉合，交流電通過電阻R02對電容C2進行預充電，當C2兩端電壓接近交流電壓正半周的峰值時，斷開磁保持繼電器K02，結束電容C2的預充電<X2預充電結束后，外部主控電路通過可控開關驅動電路的輸入端Inl和In2輸入信號，可控開關驅動電路對輸入信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、相位和重復頻率，當線路電壓與電容C2電壓相當的瞬間，輸出適合可控開關的驅動信號，通過輸出端0ut2輸出同步開關K2的驅動信號到其控制端K2C，使K2閉合，此時電容C2通過電感L2投入到三相四線制配電線路的LB線與零線LN之間。電容C2切除信號到來后，當流經電容C2的電流接近零時，可控開關驅動電路輸出端0ut2停止輸出驅動信號，此時電容C2從三相四線制配電線路的LB線與零線LN之間切除。
[0019]電容C3投入信號到來后，繼電器K03閉合，交流電通過電阻R03對電容C3進行預充電，當C3兩端電壓接近交流電壓正半周的峰值時，斷開磁保持繼電器K03，結束電容C3的預充電<X3預充電結束后，外部主控電路通過可控開關驅動電路的輸入端Inl和In2輸入信號，可控開關驅動電路對輸入信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、相位和重復頻率，當線路電壓與電容C3電壓相當的瞬間，輸出適合可控開關的驅動信號，通過輸出端0ut3輸出同步開關K3的驅動信號到其控制端K3C，使K3閉合，此時電容C3通過電感L3投入到三相四線制配電線路的LC線與零線LN之間。電容C3切除信號到來后，當流經電容C3的電流接近零時，可控開關驅動電路輸出端0ut3停止輸出驅動信號，此時電容C3從三相四線制配電線路的LC線與零線LN之間切除。
[0020]本實用新型采用星接電容器組代替三個單相電容器，減小了裝置的體積，節省了成本，簡化了安裝。
[0021]本實用新型公開的星型電容器組投切模塊，可以實現三相無功功率的分時補償，在每相電容投入之前對其進行預充電，將電容電壓沖至交流峰值電壓附近之后，退出電容預充電電路，然后通過可控開關驅動電路在合適的時間點輸出同步開關驅動信號，保證電容在投入和切除的過程中不產生涌流，而且與電容串聯連接的電感抑制了電容器投入電網時可能造成的沖擊電流，這兩點延長了模塊的使用壽命，保證了整個裝置的安全運行。
【主權項】
1.一種星接電容器組投切模塊，其特征在于:包括星接電容器組、三個可控開關K1、K2、Κ3以及三個電感L1、L2、L3以及三個電容預充電電路(10)、(20)、(30)和可控開關驅動電路；所述星接電容器組包含A、B、C、N四個輸入端子，所述N輸入端子與三相四線制配網線路的零線LN連接，所述A、B、C輸入端子分別與所述三個電感的第一端連接，所述三個電感的第二端分別通過三個可控開關與三相四線制配網線路的LA、LB、LC相線連接，所述三個電容預充電電路分別與所述三個可控開關并聯連接，所述可控開關驅動電路的兩個輸入端與外部主控電路連接，三個輸出端分別與所述三個可控開關的控制端連接;所述三個電容預充電電路分別均由繼電器和電阻串聯組成，用于在電容器投入之前，對其進行預充電，保證電容器在電位差的過零點附近投入，使投入過程無浪涌電流產生;所述可控開關驅動電路對外部主控電路輸入的控制信號進行處理，調整其波形、幅度、寬度、移相和重復頻率，當線路電壓與電容電壓相當的瞬間，輸出適合可控開關的驅動信號，使可控開關閉合;所述三個電感用于抑制電容器投入電網時可能造成的沖擊電流。2.根據權利要求1所述的星接電容器組投切模塊，其特征在于:所述三個可控開關為同步開關。3.根據權利要求1所述的星接電容器組投切模塊，其特征在于:所述三個可控開關為復合開關。
【文檔編號】H02J3/18GK205544304SQ201620219476
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】蔡曉燕
【申請人】廣州開能電氣實業有限公司