[实用新型]智能无冲击电容投切电子一体开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能无冲击电容投切电子一体开关，属于电力控制技术领域。

背景技术

目前在无功补偿领域主要还是以开关投切电容器为主要技术手段，使用的开关类型主要有两类，常规的机械开关-如交流接触器以及电子开关-如晶闸管。晶闸管无冲击投切电容器的相位存在两个：在开关两端的电压为零的相位和系统电压的峰值电压相位，由于电子开关的控制的复杂性以及开发的难度，目前市面上大多数的电子开关均采用过零光耦触发双向晶闸管的方式，该触发方式具有如下的缺点：

(1)由于过零光耦具有一定的门限值，因此并不是严格在零点触发而是在过零点后数毫秒触发，因此导致晶闸管导通的不连续性，也即每个波形不是完整导通，因此带来谐波。

(2)双向晶闸管在大电流和过热情况下存在不受控的反向导通的可能性，因此双向可控硅一般适用电流在二三百安培以内。

(3)由于采用普通芯片作为触发电路，因此不具有完善的保护功能。在电容器发生短路或者部分电容器损坏的情况下往往波及电子开关。

(4)由于双向晶闸管的适用电流较小，因此对于一个较大容量的补偿装置就必须并联很多支路。并且支路的级差较大，导致补偿精度不是很高。故障点也增多。

(5)针对三角形接法和星型接法的触发电路不具有通用性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种智能无冲击电容投切电子一体开关，其响应速度快，触发的连续性、可靠性强，精度高，并且具有完善的保护功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种智能无冲击电容投切电子一体开关，包括与三相供电线路的任意两相或三相连接的投切开关，投切开关连接有电容器，所述投切开关为两个反并联的单向晶闸管，还包括控制电路，控制电路包括：光电耦合电路，其具有隔离作用，并检测投切开关两端的电压零点；比较电路，与光电耦合电路输出端连接，与FPGA输入端连接，用于信号整形以及获得零点方波；FPGA(现场可编程门阵列)，用于检测系统运行状况，并根据零点方波信号和外部命令产生时序信号；驱动电路，连接FPGA和投切开关，根据时序信号来驱动晶闸管投切电容的操作。

作为优选，FPGA还连接有电子温度继电器。

作为优选，所述控制电路还包括与FPGA连接的单片机，单片机通过232通讯接口连接上位机。

作为优选，上述电子一体开关还包括一散热风扇，所述单片机驱动风扇电机的工作。

作为优选，还包括与单片机连接的保护电路，实现过流保护和三相不平衡保护。

作为优选，所述保护电路为与三相主电路连接的三个电流互感器，其以开口三角模式连接，在开口三角的开口间连接运算放大器。

作为优选，所述电容器为三个，三个电容器之间采用星形连接，每个电容器连接投切开关。

作为优选，所述电容器为三个，三个电容器之间采用三角形连接，其中两个电容器连接投切开关。

作为优选，所述电容器为三个，每个电容器与投切开关串连后采用三角形接法接入三相供电线路。

本实用新型带来的有益效果为：实现了智能化、程序化控制，触发的连续性、可靠性强；投切时电流冲击小，器件不易损坏，具有完善的保护功能，大幅度降低了补偿设备的故障率，延长了使用寿命，减少了维护成本，且结构简单；并且既可以三相共投(三角形连接)也可以三相分投(星形连接)，具有良好的通用性；同时，便于通过上位机通讯，散热效果好。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构图；

图2为投切开关与电容器的三角形角外连接方式；

图3为投切开关与电容器的三角形角内连接方式；

图4为投切开关与电容器的星形连接方式。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，一种智能无冲击电容投切电子一体开关，包括与三相供电线路的每一相分别连接的投切开关K，投切开关K为两个反并联的单向晶闸管G1、G2，投切开关K连接有电容器C，还包括控制电路，控制电路包括光电耦合电路，比较电路、FPGA和驱动电路。主电路每一相经电阻限流后，连接两个反向并联的光电耦合器，其可以双向隔离强电，并检测投切开关K两端的电压零点；光电耦合电路输出端连接比较电路，与FPGA输入端连接，用于信号整形以及获得零点方波信号；比较电路通过I/O口与FPGA连接，FPGA用于检测系统运行状况，并根据零点方波信号以及外部投切命令产生时序信号；驱动电路连接FPGA和投切开关K，根据时序信号来驱动晶闸管投切电容器C的操作。