[发明专利]一种用于控制三相电力电容器投切的同步开关

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力系统中用于静态补偿无功功率的无功补偿装置中的电容器的投切装置，特别是一种用于控制三相电力电容器投切的同步开关。

背景技术

在现有的无功补偿装置中，普遍使用交流接触器、磁保持继电器和晶闸管组成的复合开关或者晶闸管等器件来控制电容器的投入和切除。使用交流接触器会造成电容器投入时的涌流现象，使用晶闸管会产生很大的导通损耗，而复合开关采用晶闸管与继电器接点并联的方法不仅成本高，对于小容量的单片式晶闸管耐压目前受半导体工艺的限制，最大电压不超过1600V，三相共补方式的无功投切在恶劣的情况下可达到4倍的电源电压最大值，远超过晶闸管1600V的耐压，而且由于晶闸管对浪涌电压、过流及雷击的敏感性较高，在谐波电压或电流较大的地方可靠性下降。

磁保持继电器接点在闭合动作过程中可能会产生电弧的预燃现象，所谓电弧预燃现象就是在接点闭合过程中，由于接点距离不断减小以至于绝缘强度不足产生电弧击穿的现象。接点在断开动作过程中会产生电弧的重燃现象。电弧重燃现象就是在接点断开过程中，接点距离还没有增加到足够的绝缘强度而产生电弧重新燃烧的现象。电弧预燃与重燃现象导致电路的导通与切断与接点的机械接触状态不一致，因而影响同步开关的性能。

在相序正确的情况下，产生电弧预燃与重燃现象的主要原因是接点的运动速度过慢。在接点闭合的过程中，动接点与静接点间的距离不断缩小，绝缘强度不断减弱，如果在这个过程中接点间的电压升高至超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现电弧预燃现象。同样，在接点断开的过程中，动接点与静接点间的距离逐渐增加，绝缘强度逐渐增加，如果在这个过程中接点间的电压升高至超过接点间隙的绝缘电压，那么就会出现电弧重燃现象。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、成本较低的用于控制三相电力电容器投切的同步开关。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于控制三相电力电容器投切的同步开关，包括三相电源输入、磁保持继电器J1、磁保持继电器J2、电流互感器CT1、电流互感器CT2以及检测控制电路；

所述磁保持继电器J1的接点输入端连接三相电源输入的A相电源，磁保持继电器J1的接点输出端通过电流互感器CT1连接三相电力电容器的第一端，三相电源输入的B相电源直接连接三相电力电容器的第二端，磁保持继电器J2的接点输入端通过电流互感器CT2连接三相电源输入的C相电源，磁保持继电器J2的接点输出端连接三相电力电容器的第三端；

所述三相电源输入的各相以及电流互感器CT1和电流互感器CT2分别连接检测控制电路；

在执行三相电力电容器的投入操作时，磁保持继电器J2的接点先在C相和B相线电压为零的时刻闭合，然后磁保持继电器J1的接点在A相相电压为零的时刻闭合；

在执行三相电力电容器的切除操作时，磁保持继电器J1的接点先在电流互感器CT1电流的为零值时刻断开，然后磁保持继电器J2的接点在电流互感器CT2电流为零值时刻断开。

本发明中，优选地，所述检测控制电路包括单片机、电流过零检测电路、三相电压相序及过零检测电路、磁保持继电器驱动电路以及磁保持继电器通断检测电路；

所述电流过零检测电路输入端连接电流互感器CT1和电流互感器CT2，输出端连接单片机；

所述三相电压相序及过零检测电路连接在三相电源输入与单片机之间；

所述磁保持继电器驱动电路连接在磁保持继电器J1、磁保持继电器J2与所述单片机之间；

所述磁保持继电器通断检测电路分别连接磁保持继电器J1和磁保持继电器J2，并与所述三相电力电容器连接。

本发明中，优选地，所述的检测控制电路为磁保持继电器J1和磁保持继电器J2的控制线圈提供比额定电压高一倍以上的电压作为操作驱动电压。

本发明中，优选地，所述三相电压相序及过零检测电路分别设置在A相和B相间，以及B相和C相间；

所述三相电压相序及过零检测电路包括两个并联的限流电阻，每个电阻后连接一个光耦，两个光耦的集电极并接后通过两个串接的施密特触发反向器连接单片机。

本发明中，优选地，所述电流过零检测电路包含依次串联的电流互感器、运算放大电路以及比较器，用于将正弦波电流信号被转化为方波信号输入到单片机。