同步电容器开关的控制系统技术方案

本发明专利技术提供用于将电源连接到开关电容器的系统和方法。一种方法可用于控制多相电源到多个电容器的连接。所述多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到所述电容器中的至少一个。所述方法包括针对所述多相电源的每个相位，使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的第一端子的第一分压器确定用于所述电源的所述相应相位的电信号的第一电压。所述方法进一步包括确定跨连接到针对所述相位的所述开关装置的第二端子的电容器的第二电压。所述第二电压是使用连接到所述开关装置的所述第二端子的第二分压器来确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步电容器开关的控制系统
技术介绍
本专利技术大体上涉及电开关控制系统的领域。更具体地，本专利技术涉及用于控制开关以选择性地将电源(例如，三相、中压电源)连接到一或多个电容器的系统和方法。开关电容器组被安装在电杆上和变电站里以响应于重型工业电感负载(例如，电动机)的应用和移除而(例如，通过更改负载定相)施加功率因数校正到电网。当负载不同相时，额外反应电流增加传输损失，其导致浪费能量和对额外发电能力的需要。在一些系统中，单独的控制感测电压到电流相关系且命令电容器开关基于所述关系断开和闭合。应用电容器可帮助改进透过电网传输的电能的转移效率。中压应用(例如，5kV到38kV)常包含基于功率因数校正需求而接通和断开的电容器。如果开关在跨开关的AC电压非处于波形零时闭合，那么当电容器被充电时可能归因于大浪涌电流而发生干扰。干扰可包含(例如)电压骤降、谐波、谐振峰值和/或对电系统的其它不需要的影响。这种干扰可造成敏感客户设备的问题，例如，工业VFD(可变频率驱动)电动机控制器。由于机械和电复杂性，大多数中压电容器开关相对于电压随机闭合。一些系统被配置为电阻器与开关串联插入以将电容器充电到电压，减小浪涌电流。这些系统可能对于一些应用是可接受的，但是无法针对更敏感的应用以可接受的方式执行。被配置为在跨电容器开关的电压接近零伏时闭合的控制器通常复杂、昂贵且难以投入使用/安装，因为其必须处置机械变化与电变化的复杂混合情况。复杂算法可用于估计跨每个开关的电压，且这些算法可能需要安装者提供有关安装的详细信息(例如，相位旋转(例如，A-B-C定相或A-C-B定相)、Y/ Λ电容器连接和电容器接地(例如，接地或未接地))。一些控制器基于单相电压传感器和有关系统所连接的电系统的校准信息盲目地对其操作进行定时。例如，电压感测变压器可仅参考三相系统的相位Α。如果电容器组连接为接地的Y配置，那么预期每个相位的零伏之间的电时序分开达120电角度。必须已知相位旋转以配置这样一种控制器。另外，常规零闭合开关被配置来测量开关单侧(例如，电源侧)上的电压。当操作电容器的中压AC开关断开时，电流在零交叉时清除。由于电流和电压信号因电容器而相差90度，因此在开关断开后在电容器上保留近峰值陷阱DC电荷。电容器具有内部电阻器，其被配置来缓慢消散这种能量，直到跨电容器的电压被带到零伏。为了确保电容器已完全放电(例如，使得开关的电容器侧上的电压为零)且闭合开关不会诱发异常大的浪涌电流(例如，比负载电容负载电流大6倍)，常规零闭合开关可被配置来在在再次闭合开关之前最后一次断开开关之后等待预定时间量(例如，五分钟)。在预定时间量之前闭合开关可在源电压遭遇电容器上的大陷阱电荷电压时产生异常大的浪涌电流(例如，高达80倍负载电流)。专用联锁控制设备、培训和/或标识通常用于防止开关在预定时间量经过之前闭合。需要一种改进的控制系统，其控制用于将电源选择性地连接到开关电容器的开关的操作。还需要一种控制系统，其在多种环境条件下高度可重复。另外，需要一种控制系统，其可连接到多种不同的电力系统和/或电容器配置，而无需对单独类型的配置的大量专门校准。更进一步，需要一种控制系统，其提供对开关两侧上的电压条件的更大了解和意识。还需要一种控制系统，其无需开关在开关可能再次闭合之前断开后等待预定时间量。
技术实现思路
本专利技术的一个示范性实施例涉及一种控制将多相电源连接到多个电容器的方法。多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到多个电容器的至少一个。方法包括针对多相电源的每个相位，使用电连接到针对所述相位的开关装置的第一端子的第一分压器确定电源的相应相位的电信号的第一电压。方法进一步包括针对每个相位，确定跨电连接到针对所述相位的开关装置的第二端子的电容器的第二电压。第二电压使用电连接到针对所述相位的开关装置的第二端子的第二分压器确定。方法进一步包括针对每个相位，产生闭合信号，其被配置来在第一电压与第二电压之间的差异大约为零时使针对所述相位的开关装置闭合且将电源的相应相位电连接到电容器。本专利技术的另一个示范性实施例涉及一种控制将多相电源连接到多个电容器的控制系统。多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到多个电容器的至少一个。控制系统包括控制电路。控制电压被配置来针对多相电源的每个相位，使用电连接到针对所述相位的开关装置的第一端子的第一分压器确定电源的相应相位的功率信号的第一电压。控制电路进一步被配置来针对每个相位，确定跨电连接到针对所述相位的开关装置的第二端子的电容器的第二电压。第二电压使用电连接到针对所述相位的开关装置的第二端子的第二分压器确定。控制电路进一步被配置来针对每个相位，产生闭合信号，其被配置来在第一电压与第二电压之间的差异大约为零时使针对所述相位的开关装置闭合且将电源的相应相位电连接到电容器。【附图说明】图1是根据示范性实施例的可用于控制用于将三相电压源选择性地连接到开关电容器的开关装置的操作的控制系统的框图。图2根据示范性实施例的图1中所示的控制系统的单相框图。图3是根据示范性实施例的控制用于将电压源连接到开关电容器的开关装置的操作的过程的流程图。图4是根据示范性实施例的用于控制用于将电压源连接到开关电容器的开关装置的操作的控制系统的单相示意电气图。图5是根据示范性实施例的可用于控制用于将三相电压源选择性地连接到开关电容器的开关装置的操作的控制系统的透视图。图6根据示范性实施例的图5的控制系统的后视图。图7根据示范性实施例的图5中所示的控制系统的侧向横截面的透视图。图8根据示范性实施例的图5中所示的控制系统的侧向横截面的正视图。图9是根据示范性实施例可用于连接和/或断开连接到开关电容器的电压源的开关装置的正视图。图10根据示范性实施例的图9的开关装置的后视图。图11是根据示范性实施例可用于连接和/或断开连接到开关电容器的电压源的操作杆的示意图。【具体实施方式】为在参看图之前，应注意，提及“前”、“后”、“后部”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“右”、“左”和/或本描述中的其它方向术语仅用于在各种元件定向在图中时识别它们。这些术语不意在限制其所描述的元件，因为各种元件在各种应用中可能不同地定向。大体上参看图，根据各种示范性实施例提供用于控制电源(例如，多相(例如，三相)电源)与一或多个电容器之间的连接的系统和方法。开关系统可由针对多相系统的每个相位的单独的开关装置或接触器(例如，针对三个相位的三个接触器)组成。在各种实施例中，针对每个相位，单独的分压器可提供在开关装置的每一侧上(例如，一个在电容器或负载侧上，另一个在电源或电网侧上)。分压器可用于确定针对所述相位的开关装置的每一侧上的电压。控制电路可比较所确定的电压以判定跨开关的电压(例如，开关的相对侧上的电压之间的差异)是否和何时接近大约零。控制电路接着可产生信号(例如，闭合信号)，其可被传输到开关装置以使开关装置大体上在电压差接近大约零伏时闭合并且形成电源与一或多个电容器之间的电连接。在各种示范性实施例(例如，系统和/或方法)中，各种特征可用于控制电源与开关电容器之间的连接。例如，闭合信号可在电容器完全放电之前产生。闭合信号可在第一电压与第二电压之间的差异预期接近大约零之前的预定时间产生。预定时间可基于开关装置接收闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制多相电源到多个电容器的连接的方法，其中所述多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到所述多个电容器的至少一个，所述方法包括：针对所述多相电源的每个相位：使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的第一端子的第一分压器确定所述电源的所述相应相位的功率信号的第一电压；确定跨电连接到针对所述相位的所述开关装置的第二端子的电容器的第二电压，其中所述第二电压是使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的所述第二端子的第二分压器来确定；以及产生闭合信号，其经配置以在所述第一电压与所述第二电压之间的差异大约为零时使针对所述相位的所述开关装置闭合且将所述电源的所述相应相位电连接到所述电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制多相电源到多个电容器的连接的方法，其中所述多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到所述多个电容器的至少一个，所述方法包括: 针对所述多相电源的每个相位: 使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的第一端子的第一分压器确定所述电源的所述相应相位的功率信号的第一电压； 确定跨电连接到针对所述相位的所述开关装置的第二端子的电容器的第二电压，其中所述第二电压是使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的所述第二端子的第二分压器来确定；以及 产生闭合信号，其经配置以在所述第一电压与所述第二电压之间的差异大约为零时使针对所述相位的所述开关装置闭合且将所述电源的所述相应相位电连接到所述电容器。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述闭合信号在所述电容器完全放电之前产生。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关装置包括经配置以在所述开关装置处于断开位置的第一位置与所述开关装置处于闭合位置的第二位置之间移动的杆，且其中所述方法进一步包括将所述第一分压器或所述第二分压器的至少一部分定位在所述杆内。4.根据权利要求3所述的方法，其中定位在所述杆内的所述分压器的所述部分包括至少一个高压厚膜电阻器。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述至少一个电阻器囊封在氨基甲酸乙酯材料内。6.根据权利要求1所述的方法，其中产生经配置以使针对所述相位的所述开关装置闭合的所述闭合信号包括在所述第一电压与所述第二电压之间的所述差异预期接近大约零之前的预定时间产生所述闭合信号，其中所述预定时间基于所述开关装置接收所述闭合信号时与所述开关装置进入闭合位置时之间的时间延迟。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述时间延迟通过在第一时间跨所述开关装置的所述第一端子和所述第二端子施加电压、闭合所述开关装置和确定所述电压接近大约零的第二时间而确定，其中所述时间延迟包括所述第一时间与所述第二时间之间的所述差异。8.一种用于控制多相电源到多个电容器的连接的控制系统，其中所述多相电源的每个相位可通过开关装置电连接到所述多个电容器的至少一个，所述控制系统包括: 控制电路，其经配置以针对所述多相电源的每个相位: 使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的第一端子的第一分压器确定所述电源的所述相应相位的功率信号的第一电压； 确定跨电连接到针对所述相位的所述开关装置的第二端子的电容器的第二电压，其中所述第二电压是使用电连接到针对所述相位的所述开关装置的所述第二端子的第二分压器来确定；以及 产生闭合信号，其经配置以在所述第一电压与所述第二电压之间的差异为大约零时使针对所述相位的所述开关装置闭合且将所述电源的相应相位电连接到所述电容器。9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·P·格罗瓦茨，罗伯特·A·特拉斯卡，
申请(专利权)人：豪倍公司，
类型：发明
国别省市：美国;US