三相智能复合开关制造技术

一种三相智能复合开关由交流采样单元、电压变换单元、整流滤波单元、过零采样单元、光电隔离单元、微处理器单元、LED显示报警单元、通讯单元、输出状态检测单元、可控硅单元、磁保持继电器单元、放电回路单元、补偿电容器单元及温度传感器组成。本三相智能复合开关采用先进的微型处理器进行控制，独特的PCB设计工艺，抗干扰能力强，能精确的检测交流电过零点，使电容在过零点投入，无谐波无冲击，同时采用工业磁保持继电器为执行机构，其触点能力强，过电流大，不易烧触点，正是弥补了国内以磁保持继电器为投切机构的普通复合开关触点不足之处，当三相智能复合开关出现机械故障或电网电压出现过压，欠压，缺相，严重畸变时，三相智能复合开关拒绝投入，并通过RS232/485把相关信息传递给主控室的上位机程序，使监控人员能及时发现问题。

Three phase intelligent compound switch

A three phase intelligent composite switch by AC sampling unit, a voltage conversion unit, rectifier filter unit, zero sampling unit, photoelectric isolation unit, microprocessor unit, LED display and alarm unit, communication unit, the output state detection unit, thyristor unit, magnetic latching relay unit, circuit unit, compensation capacitor unit and temperature sensor. The three phase intelligent composite switch adopts the advanced micro processor control, PCB unique design process, strong anti-interference ability, can detect AC precise zero crossing, the capacitor in zero input, no harmonic impact, while using industrial magnetic latching relay as the actuator, the contact ability, over current, not it is easy to burn the contacts, to make up for the domestic magnetic latching relay for common compound switch contacts lack cutting mechanism, when the three-phase intelligent compound switch mechanical failure or grid voltage over-voltage, under voltage, phase distortion, three phase intelligent composite switch to input, the PC program and through RS232/485 to the information transmitted to the main control room, the monitoring personnel can timely find problems.

【技术实现步骤摘要】
三相智能复合开关
本专利技术涉及一种低压电力电网无功功率补偿装置使用电力电容器进行投切的开关装置，特别是一种用于磁保持继电器切换电力电容器进行开关控制的三相智能复合开关。
技术介绍
无功补偿装置在保证电力系统电能质量，降低电网损耗，提高电网的输送能力和设备利用率方面具有重要作用和意义。在无功补偿装置中，非常重要的是电容器投切过程，传统的投切开关存在涌流大(对电网及电容器有较大冲击及损害)、功耗大(接触器保持损耗、半导体器件导通损耗)等缺点，逐步被晶闸管加磁保持继电器的智能复合开关所代替，智能复合开关拥有较好的性能优势而被市场认可。传统的用接触器或可控硅作为投切装置，这两种投切装置在实际现场使用过程中始终存在这样或那样的问题。交流接触器作为投切装置其优点是接触电阻小，投切时间较慢，在投切过程中容易产生涌流，在大电流高电压情况下易产生火花及电弧，长期使用其触点非常容易烧结粘连，严重影响投切装置及补偿电力电容器寿命。且交流接触器在动作过程中震动较大导致安装架以及节点的加速老化，同时产生较大的噪音。并且交流接触器为保持吸合状态自身也需要消耗能量，不符合节能要求。可控硅作为投切装置其优点是响应速度快，可以克服涌流问题。但是，可控硅本身存在功耗，在大功率应用时，会有明显的发热，由于可控硅对过流、过压及对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。在实际应用中，投切装置故障多半是由可控硅损坏所引起的。由以上分析得知，我们需要有一种能够兼顾以上两种投切装置优点，克服存在问题的投切装置，这就是采用磁保持继电器+可控硅模块的智能复合开关。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于微处理器控制可控硅与磁保持继电器进行投切动作，将可控硅与磁保持继电器触点并联使用，由可控硅实现电压过零投入与电流过零切除，由磁保持继电器接点来通过连续电流，这样就避免了可控硅的导通损耗问题，避免了电容器在投入时的涌流。也消除了噪音和支持导通需要的能量。本专利技术专利技术通过以下技术方案予以实施。三相智能复合开关由交流采样单元1、电压变换单元2、整流滤波单元3、过零采样单元4、光电隔离单元5、微处理器单元6、LED显示报警单元7、通讯单元8、输出状态检测单元9、可控硅无触点开关单元10、磁保持继电器单元11、放电回路单元12、补偿电容器单元13及温度传感器14组成。进一步，三相交流电源输入到交流采样单元1，通过交流采样单元1将交流采样信号输出到光电隔离单元5，经过隔离的交流采样信号送入微处理器电源6。进一步，三相交流电源输入到电压变换单元2，过零采样单元3对电压变换单元2的交流电压进行交流采样，采样后的交流过零信号输入到微处理器单元6。进一步，三相交流电源输入到电压变换单元2，整流滤波单元3的输入端与电压变换单元2的输出连接，整流滤波单元3的输出用于为相关单元电路提供直流工作电压。进一步，微处理器单元6输出报警信号给LED显示报警单元7，使其发出报警显示。进一步，微处理器单元6与通讯单元8连接，实现数据通信功能。进一步，微处理器单元6与可控硅无触点开关单元10及磁保持继电器单元11相连接，用于控制可控硅无触点开关单元10及磁保持继电器单元11的动作。进一步，输出状态检测单元9与磁保持继电器单元11相连接，用于检测磁保持继电器单元11的工作状态。进一步，可控硅无触点开关单元10及磁保持继电器单元11与补偿电容器单元13进行并联连接，三相交流电源并联输入到可控硅无触点开关单元10及磁保持继电器单元11输入端。进一步，放电回路单元12与补偿电容器单元13连接。进一步，温度传感器14与补偿电容器单元13连接，将检测的温度信号送入微处理器单元6。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果:1.在电容器的投切过程中，对触点型开关，往往会在其触点间产生较强的电弧损伤触点，致使触头接触不良，甚至会发生触点熔融的现象；对可控硅无触点型开关，因其功耗大，发热问题尤为突出。针对上述情况，三相智能复合开关在设计时，增加了延时电路。在开通时，可控硅无触点开关先导通，延时一定周期后，磁保持继电器闭合，可控硅无触点开关关断，负载工作电流由磁保持继电器提供；在关断时，可控硅无触点开关先导通，磁保持继电器关断，可控硅无触点开关延迟一定周期后关断。这样，从根本上解决了磁保持继电器在接通和关断时出现的涌流及触头间拉弧现象，也消除了可控硅无触点开关发热问题，使可控硅组成的无触点开关的使用寿命接近其机械寿命，既大大延长了可控硅无触点开关的使用寿命，又提高了系统运行的可靠性。2.传统的接触器投入电容时会产生大量的谐波，污染了电网，同时也减少了电容器的使用寿命，而本三相智能复合开关采用先进的微型处理器进行控制，独特的PCB设计工艺，抗干扰能力强，能精确的检测交流电过零点，使电容在过零点投入，无谐波无冲击，同时采用工业磁保持继电器为执行机构，其触点能力强，过电流大，不易烧触点，正是弥补了国内以磁保持继电器为投切机构的普通复合开关触点不足之处，当三相智能复合开关出现机械故障或电网电压出现过压，欠压，缺相，严重畸变时，三相智能复合开关拒绝投入，并通过RS232/485把相关信息传递给主控室的上位机程序，使监控人员能及时发现问题。3.磁保持继电器触点开关状态检测是本专利技术的一个特点，磁保持继电器作为为执行机构是靠触点的闭合来接通与断开与负载的连接，为保证设备的正常工作与负载安全，磁保持继电器触点状态的检测就显得相当重要。触点是否发生粘连、接触不良及负载（补偿电容器）是否有问题，在经过实时检测以后其信号发送给微处理器，微处理器根据检测的信号予以判断发出相应控制指令，控制报警电路予以现场声光报警，同时将此信号通过RS232/485通讯电路上传到远程控制室，最大限度的保证了设备的正常工作和设备的安全。附图说明图1是三相智能复合开关系统框图；图2是三相智能复合开关可控硅单元和磁保持继电器单元控制框图；图3是低噪声节能三相智能复合开关程序结构框图。具体实施方式图1为三相智能复合开关系统框图，三相交流电源输入到交流采样单元1，交流采样单元按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，通过交流采样单元1将采样信号输出到光电隔离单元5，光电隔离单元5其目的在于从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使测控装置与现场仅保持信号联系，而不直接发生电的联系。隔离的实质是把引进的干扰通道切断，从而达到隔离现场干扰的目的；光电隔离单元5的光电隔离器件采用光电耦合器，光电耦合器具有：信号传递采取电-光-电的形式，发光部分和受光部分不接触，能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰；抑制噪声干扰能力强；具有耐用、可靠性高和速度快等优点，经过隔离的信号送入微处理器6，微处理器6根据交流采样单元1和光电隔离单元5送来的交流信号进行分析判断，当发现输入交流电压高于或低于设计值及交流输入信号缺相后，微处理器6将通过LED显示报警单元7予以报警，并控制可控硅无触点开关单元10及磁保持继电器单元11的输出工作状态处于关闭，保证整个系统的安全，同时通过通讯单元8将数据上传主控室上位机。三相交流电源输入到电压变换单元2，电压变换单元2三相交流电源输入电压进行电压变换成为低电压值的交流电压，一路送入过零采样单元3，过零采样单元3对电压变换单元2的交流电压进行采样，采样后的过零信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】
三相智能复合开关其特征在于：由交流采样单元（1）、电压变换单元（2）、整流滤波单元（3）、过零采样单元（4）、光电隔离单元（5）、微处理器单元（6）、LED显示报警单元（7）、通讯单元（8）、输出状态检测单元（9）、可控硅无触点开关单元（10）、磁保持继电器单元（11）、放电回路单元（12）、补偿电容器单元（13）及温度传感器（14）组成；三相交流电源输入到交流采样单元（1），通过交流采样单元（1）将交流采样信号输出到光电隔离单元（5），经过隔离的交流采样信号送入微处理器电源（6）；三相交流电源输入到电压变换单元（2），过零采样单元（3）对电压变换单元（2）的交流电压进行交流采样，采样后的交流过零信号输入到微处理器单元（6）；三相交流电源输入到电压变换单元（2），整流滤波单元（3）的输入端与电压变换单元（2）的输出连接，整流滤波单元（3）的输出用于为各相关单元提供直流工作电压；微处理器单元（6）输出报警信号给LED显示报警单元（7），使其发出报警显示；微处理器单元（6）与通讯单元（8）连接，实现数据通信功能；微处理器单元（6）与可控硅无触点开关单元（10）及磁保持继电器单元（11）相连接，用于控制可控硅无触点开关单元（10）及磁保持继电器单元（11）的动作；输出状态检测单元（9）与磁保持继电器单元（11）相连接，用于检测磁保持继电器单元（11）的工作状态；可控硅无触点开关单元（10）及磁保持继电器单元（11）与补偿电容器单元（13）进行并联连接，三相交流电源并联输入到可控硅单元（10）及磁保持继电器单元（11）输入端；放电回路单元（12）与补偿电容器单元（13）连接；温度传感器（14）与补偿电容器单元（13）连接，将检测的温度信号送入微处理器单元（6）。...

【技术特征摘要】
1.三相智能复合开关其特征在于：由交流采样单元（1）、电压变换单元（2）、整流滤波单元（3）、过零采样单元（4）、光电隔离单元（5）、微处理器单元（6）、LED显示报警单元（7）、通讯单元（8）、输出状态检测单元（9）、可控硅无触点开关单元（10）、磁保持继电器单元（11）、放电回路单元（12）、补偿电容器单元（13）及温度传感器（14）组成；三相交流电源输入到交流采样单元（1），通过交流采样单元（1）将交流采样信号输出到光电隔离单元（5），经过隔离的交流采样信号送入微处理器电源（6）；三相交流电源输入到电压变换单元（2），过零采样单元（3）对电压变换单元（2）的交流电压进行交流采样，采样后的交流过零信号输入到微处理器单元（6）；三相交流电源输入到电压变换单元（2），整流滤波单元（3）的输入端与电压变换单元（2）的输出连接，整流滤波单元（3）的输出用于为各相关单元提供直流工作电压；微处理器单元（6）输出报警信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，冯伟，许祝，
申请(专利权)人：重庆瑞升康博电气有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50