[发明专利]中压电力电容器动态投切控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及6KV以上电力电容器同步投切技术，具体是一种应用于电力电容器中 来实现动态投切的电路及其控制方法。

背景技术

投切电力电容器组常规电路为：机械式触点投切，晶闸管投切(TSC)，同步真空开 关。电容器总共具有三种可能的状态，第一种是首次通电（电容器未被充电或早已完全放 电），第二种是通电运行中（电容器上的电压与电网电压同步变化），第三种是刚断电（电容 器处于放电状态，如果断电前电网电压波形处于负半周中，电容器处于负向放电状态；正半 周也是同理）；

机械式触点投切开关，三相开关在随机不确定的电网电压点投切电容器，电流冲击可 能达数倍的额定电流，引起电网电压畸变。还存在合闸机械触点弹跳，打开触点重燃的危险 概率，弹跳重燃使得电容器组过电压，损坏电容器，容易造成事故。

晶闸管投切电容器(TSC)电路可以准确投入电容器，没有电流冲击。不存在弹跳、 重燃的问题。但是，高压TSC电路晶闸管要承受大约3倍的电网有效值电压，晶闸管的耐压 只有几KV，需要多只晶闸管串联，晶闸管导通存在2V左右的管压降，几百安培的电流流过晶 闸管，损耗发热大，一套TSC电路导通时产生数KW的热量，耗能大。这么大的热量需要由风 冷、水冷、热管等来散热。TSC技术难度大，造价高。

现在工程上应用的相控开关也称为同步真空开关或者同步开关，如专利文件“同 步开关”，专利号：ZL98808789.8，专利文件“相位控制开关装置”，专利号：ZL99118416.5， 专利文件：“相控制开关设备”，申请号：00137229.7讲述的，也有3点不足：同步开关元件多、 只是减少了闭合冲击电流、动作时间和普通机械式触点投切开关相同太慢。所述的投切电 容器组的相控开关或者称为同步真空开关均有三个开关，开关元件多了。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种克服第三状态快速投入响应相对滞后的 缺陷，提供一种适用于电力电容器的能实现动态投切且元件较少的同步动态投切电路。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:

电力电容器动态投切控制电路，跨接在电网与电容器之间的真空开关或接触器上，包 括：

两个电压采集模块，其中一个用于采集接触器一端的电网输入电压，另一个用于采集 接触器另一端的输出电压；

弱电开关，与上述真空开关或接触器联动，

控制器，分别与两个采集模块的输出端口连接，用于接收上位机的投入或切除指令，并 向弱电开关触发端输出相应触发指令。

进一步，所述弱电开关同真空开关或接触器的操作线圈一同接入控制回路中；

真空开关或接触器的操作线圈（也称为电磁线圈），将弱电开关与相应的操作线圈连为 一条控制真空开关或接触器通断的回路（接入电源端），由控制器触发弱电开关（由低电平 信号即可触发通断的）通断就能控制操作线圈是否通电，进而控制真空开关或接触器的通 断。

进一步，为保障控制器的安全，所述采集模块与控制器之间增设有降压模块。

为进一步解释本发明的效果，现作出如下原理说明：

a.控制器通过两个检测采集模块分别检测电压变化，分别跟踪并将电网输入电压标记 为电力电容器电压波形,将输出电压标记为电容器电压波形，并分别计算两波形的函数（U- t）表达式；

b.控制器等待上位机的投入或切除指令；

c.控制器接收到投入或切除指令后，经过一定延迟时间t2，向弱电开关的发出相应的 触发信号，所述弱电开关与上述真空开关或接触器联动；其中t2的计算式为

t1-t3(当电容器电压恒为零时)；

t2=t4-t3（当电容器电压呈余弦或正弦波形时）；

t5-t3（当电容器电压呈指数波形时）。

其中t1表示由控制器接收到投入指令到电力电容器电压波形过零点时所需要的 时间；

t3表示由弱电开关接收到触发信号到机电关联动性地完成切除或投入操作所需要的 时间；

t4表示由控制器接收到切除指令到电力电容器电压波形到达波峰或波谷时所需要的 时间；

t5表示由控制器接收到投入指令到电容器电压与电力电容器电压同半周放电波形交 汇时所需要的时间；