[实用新型]基于单台三极同步开关的智能型无功补偿装置有效

专利信息
申请号: 201220143207.0 申请日: 2012-04-05
公开(公告)号: CN202495773U 公开(公告)日: 2012-10-17
发明(设计)人: 杨建宁 申请(专利权)人: 北京馨容纵横科技发展有限公司
主分类号: H02J3/18 分类号: H02J3/18;H02H7/06
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100122 北京市朝阳*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 三极 同步 开关 智能型 无功 补偿 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及电力系统的无功补偿、谐波滤波和电网电能质量治理领域,具体地涉及一种基于单台三极同步开关的智能型无功补偿装置。

背景技术

电网需要无功补偿来达到稳定电网电压,提高功率因数,减低线路损耗的目的。投切电容器组是实现无功补偿的主要方法,然而,投切电容器组的技术现状不容乐观。

在无功补偿领域,约有80%使用机械式触点开关投切电容器,机械式触点开关是三极开关,三极开关的三个主触点同时闭合、打开,在随机不确定的电网电压相位角投切电容器,投入时的电流超过正常额定电流的4倍到10、20倍,引起电网电压畸变。此外,还存在合闸机械触点弹跳,打开触点重燃的危险概率,弹跳和重燃使得电容器组过电压,损坏电容器,容易造成事故。而用机械式触点开关投切电容器仍有大量市场占有率的原因是其电路简单,成本低。

后来人们发现在电网电压的过零点闭合开关,在电流过零点打开开关来投切电容器会明显降低冲击电流,这就是所称的同步开关技术。由于电容器组是容性负载,在电流为零打开时,电网电压为峰值,峰值电压会保存在电容器上,在再次闭合开关投入电容器组时,首先需要将电容器上储存的电荷放电到零,工程上普遍采用放电线圈。专利文件:“同步开关”,授权号:CN 101510689采用附加的电阻放电电路。打开电容器时,电容器上存储的能量为0.5*C*U2,线圈放电和电阻放电都是在耗能,能量白白的消耗是很可惜的,与绿色环保节能降耗的时代呼声背离。由于放电需要时间,所以投切电容器组的开关由闭合、打开到再次闭合的动作时间长,通常为分钟级。利用现有的同步开关技术背靠背投切电容器组时,电容器涌流大。

同步开关就是为了克服三极机械式触点开关同时闭合和打开电容器组存在的缺点而研制的。可以检索到的有关同步开关的专利文件,例如专利文件“同步开关”,专利号:ZL98808789.8;专利文件:“相控制开关设备”,申请号:00137229.7;专利文件:“同步开关”,授权公告号:CN 101510689;专利文件:“一种用于控制三相电力电容器投切的同步开关”,申请号:201010591708.0等,都讲到同步开关是用两台或者三台单极同步开关实现的。电能质量治理的国际著名公司包括ABB、西门子、GE、施耐德、阿尔斯通和国内各个公司在工程中应用的同步开关大多是由三台单极同步开关构成的。三台单极同步开关比单台三极同步开关结构复杂,驱动电路多,而且每台单极开关都需要独立的开关线圈和驱动电路,驱动时序复杂。

复合开关是由精确触发动作的晶闸管开关和没有精度要求的三极机械开关组成,有并联型复合开关和串联型复合开关。专利文件:“一种电子式零投切接触器”,申请号:01113435.6公开了一种并联型复合开关,复合开关由于要用到晶闸管,所以比单纯采用机械开关所用元件数量多,控制时序相比单纯采用机械开关要复杂,工程应用上并联复合开关往往会遇到机械开关打开,转入晶闸管投入运行时,晶闸管承受的di/dt过大,造成损坏的技术难题。

专利文件:“一种投切电容器组的串联型复合开关电路”,授权公告号:CN 1845456B公开了一种串联型复合开关,采用一个高压硅堆二极管与一个高压限流电阻串联后,并联一个机械开关,作为慢速低精度高耐压开关,采用一个晶闸管、一个二极管和一个机械开关并联作为快速高精度低耐压开关。串联型复合开关电路应用在三相电路中结构和控制逻辑过于复杂,机械开关闭合时,晶闸管开关存在dv/dt过大,容易损坏的技术难题。同时,该专利还提出了机械开关的一种预充电电路。

专利文件“一种投切电容器组的2控3预充电相控开关电路”,授权公开号:CN201378738Y,相对于专利文件“一种投切电容器组的串联型复合开关电路”中公开的串联型复合开关,去掉了一个晶闸管、一个二极管和一个机械开关并联的快速高精度低耐压开关,简化了电路。该专利文件采用两个独立的单极预充电同步开关,控制时序复杂。同步开关旁的两个高压硅堆二极管的阴极或阳极均接在开关的电源侧。为克服开关触点的弹跳现象,开关两端增加了RC吸收电路。该专利虽然提出了应用预充电同步开关快速无冲击电流投切电容器,背靠背投切电容器组没有明显涌流的技术方案,但是,是采用多台单极同步开关实现的。

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