本发明专利技术公开一种用于10kV-35kV电网无功补偿用的高压交流电容器，特别是一种内置高压投切开关的高压交流电容器。本发明专利技术的高压智能开关交流电容器由多个智能开关电容器单元串联组成，每个电容器单元由开关触点和电容器串联而成，如果有N个电容器单元，每个开关触点断开时的承受耐压、开关触点和线圈之间承受耐压以及每个电容器承受的电压是总电压的N分之一，当开关动作时，所有的触点在同一瞬间内动作，在各个触点保护电路的保护下，保证开关触点动作时不会打火或拉弧，用多个空气触点开关串联实现了高压开关。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于10kV-35kV电网无功补偿用的高压电容器，特别是一种高压投切开关和高压交流电容器的组合体。
技术介绍
电力系统内的动力设备以电感性设备为主，由于功率因数低而造成线路损耗大，为了确保电网的经济运行，在其各个电压等级的变电站对其主要负荷侧(1kV或35kV)加装并联电容器补偿装置是有效的解决办法。电网内由于感性设备产生的正无功是随时变化的，相应补偿电容器产生的负无功也要相应的变化。回顾高压无功补偿的发展，由于电抗器的投切比电容器的投切容易，所以一般都是采用电容器产生一个静止的负无功，用投切电抗器或调节饱和电控的办法调节无功的变化，这显然造成了无功补偿设备的复杂性。使用晶闸管作为投切开关可以解决电容器的投切(SVC技术)的难题，晶闸管投切可以解决电容器投切时的涌流，但晶闸管投切的缺点是功耗大和成本高。目前在电容器投切频率不高的场合常用的办法是采用真空断路器投切，真空断路器无法解决投切涌流的问题。晶闸管投切开关在dv/dt很高时会误导通，真空断路器在投切时会产生涌流，为了解决这种问题，一般是采用串联电抗器的来抑制浪涌电压和浪涌电流，这将增加补偿设备的成本。中国专利申请201110034379.4公开了一种高压电子灭弧开关，是由多个开关触点串联而成，但该专利技术要求每个继电器触点与控制线圈之间的耐压要超过被控制的总电压，这对继电器的触点与线圈之间的绝缘提出的很高的要求。高压电容器在执行无功补偿任务时，需要用高压开关将高压电容器作为无功负载接入电网，现有的高压电容器和高压开关是两个独立的元件，如图1所示，高压电容器一般由多个电容器芯包串、并联组成，高压开关是一个单一触点的开关，一个高压开关控制一支高压电容器或多支串、并联的高压电容器。高压交流电容器出于安全的考虑，一般在补偿设备中安装了许多电容器的检测和保护装置，但这些检测和保护装置都是外置的，无法检测到电容器内部的工作情况，因而所谓的保护是滞后的且不准确的。传统的高压电容器出于安全的考虑，必须在电容器两端并联放电装置，由于使用放电电阻虽然成本较低但会产生很大的功率损耗，所以一般在交流电容器两端并联成本较高放电线圈，而放电线圈在补偿电容器工作是也会产生一定的功耗。用于电网无功补偿的电容器和投切开关虽然总是在一起使用，但总是作为两个元件出现，这不仅增加了两个元件之间由于连接不良出现的隐患，而且也增加了两个元件的成本。另外由于使用时不同的电容器需要配合使用不同的投切开关，所以对于实际无功补偿电容器的设计和使用者，如何选择合适的投切开关也不是容易的事情。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带有高压智能开关的高压交流电容器原理电路和按这种原理制造的智能开关高压补偿电容器结构。这种应用于投切高压交流电容器的高压智能开关，可以通过方便的控制高压电容器内部的高压智能开关快速地投切电容器，在高压智能开关的投切过程中不会产生打火或拉弧、不会产生涌流或过电压，是一种理想的高压交流电容器的投切开关，另外内置的高压智能开关还有多种保护措施保护高压交流电容器，当电容器发生过温、过电流或过电压时，高压智能开关将断开电容器以保护电容器。开关的功耗大大低于晶闸管投切开关或真空断路器开关，投切速度和晶闸管投切开关相当，而可靠性大大高于晶闸管开关、成本大大低于晶闸管开关。本专利技术的高压智能开关交流电容器内置放电装置，在电容器工作时放电装置几乎不产生功耗。利用本专利技术提供的智能开关的高压补偿电容器原理电路，可以制造出超高电压或特高压的智能开关交流电容器，实现超高压或特高压的补偿。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现:一种高压智能开关交流电容器，包括高压智能开关和高压交流电容器，所述高压智能开关和高压交流电容器由若干个智能开关电容器单元串联组成，并带有控制高压智能开关的控制端；智能开关电容器单元是由智能开关控制模块、继电器开关和交流电容器组成，继电器开关触点与电容器串联，智能开关控制模块接在继电器开关触点与电容器串联电路的两端。进一步的，所述的智能开关控制模块由电源模块、智能开关控制电路、开关触点保护电路、高压端通讯模块、低压端通讯模块、温度传感器、电流检测模块、电压检测模块和电容器放电模块组成。进一步的，所述的电源模块是电容降压整流稳压电源。进一步的，所述的各个智能开关电容器单元的智能开关控制模块之间通过光耦连接，相互传递控制信号和数据。进一步的，所述的智能开关控制模块内的继电器是磁保持继电器。进一步的，所述的高压智能开关交流电容器控制端口接收到开关闭合指令后，闭合指令将通过各个智能开关电容器单元上的高压端通讯模块和低压端通讯模块传送到所有的智能开关电容器单元上，并使所有智能开关电容器单元的开关在同一时刻闭合；当控制端口接收到开关断开指令后，同样使所有智能开关电容器单元的开关在同一时刻断开。进一步的，所述的智能开关电容器单元内设有温度传感器，用于检测电容器芯包的温度；智能开关电容器单元内设有电流测量，用于检测电容器工作时通过电容器的电流和谐波成分；智能开关单元设有电压测量模块，用于检测电容器工作时的工作电压；当一个以上的智能开关电容器单元检测到的温度、电流或电压超过设定值时，通过高、低压通讯模块通知所有智能开关电容器单元的开关在同一时刻断开，以保护电容器。进一步的，所述的智能开关电容器单元内的电容器是由多支金属化薄膜电容器芯包串、并联组成。进一步的，所述的智能开关电容器单兀有一个金属外壳，外壳为智能开关电容器单元的一个极。优选的，所述高压智能开关交流电容器的形状为长方体或圆柱体。本专利技术的有益效果为:提供了一种带开关的高压交流电容器，开关和高压电容器做成一体成为一个新的电路元件，使原来两个电路元件的体积缩小、降低成本并提高可靠性。通过多个低压智能开关的串联，成功的解决了空气触点开关不能串联组成高压开关的问题，从而以低成本开关实现了高压开关，而且与传统的高压开关相比，开关闭合或断开时不会产生触点的打火或电弧，这不仅提高了开关触点的电气寿命，更重要的是不产生电网谐波污染。智能开关控制模块为电容器还提供了多项保护措施，保证电容器在过热、过压和过电流时及时得到保护。【附图说明】下面根据附图对本专利技术作进一步详细说明。图1是传统的高压开关与高压电容器投切电路原理图；图2是本专利技术高压智能开关交流电容器电路原理结构图；图3是本专利技术实施例所述的智能开关控制模块方框原理图；图4是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元电路原理图1 ;图5是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元电路原理图2 ；图6是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元电路原理图3 ；图7是本专利技术实施例所述的高压智能开关交流电容器工作原理图；图8是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元内部结构图1 ;图9是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元内部结构图2 ；图10是本专利技术实施例所述的智能开关电容器单元内部结构图3 ；图11是本专利技术实施例所述的高压智能开关交流电容器内部结构图；图12是本专利技术实施例所述的高压智能开关交流电容器外形图；图中:a、高压智能开关电容器的电容端；b、高压智能开关电容器的开关端；c、智能开关高压电容器控制端；1、智能开关电容器单元外壳；2、低压端通讯接口 ；3、高压端通讯接口 ；4、智能开关电容器单元电容端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压智能开关交流电容器，包括高压智能开关和高压交流电容器，所述高压智能开关和高压交流电容器由若干个智能开关电容器单元串联组成，并带有控制高压智能开关的控制端；智能开关电容器单元由智能开关控制模块、继电器开关和交流电容器组成，继电器开关触点与电容器串联，智能开关控制模块接在继电器开关触点与电容器串联电路的两端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王海，
申请(专利权)人：王海，
类型：发明
国别省市：北京;11
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