软投切低压智能电力电容器制造技术

本发明专利技术涉及一种电器产品，即一种软投切低压智能电力电容器。其特点是：这种装置是由电子开关、单片微机及补偿电容所构成，补偿电容与电子开关相串联，电子开关与所说的单片机相联系，单片微机可根据线路的取样参数确当电容的投切，在电网电压和电容器端电压相同时投入，在瞬间电流为零时投入，在流过电容器的电流为零时切除。或者以渐变导通的方式投入，渐变截止的方式切除。实现了无功补偿过程的智能化、程序化控制，投切时电流冲击小，器件不易损坏，大幅度降低了设备的故障率，延长了使用寿命，减少了维护成本，且具有结构简单，占用空间小，现场检修方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电器产品，即一种软投切低压智能电力电容器。
技术介绍
低压供电系统中，由于变压器、异步电动机、感应电炉、交流电焊机等感性负荷的 存在，使功率因数降低，无功损耗增大，造成电能损失，降低了系统的容量。在供电系统中并 接补偿电容器，把补偿电容器适时的投入或切除，可以把负载特性由感性调整到接近纯阻 性状态，使功率因数得到提高。可是，在电容器投入或切除的瞬间，由于电容器两端的电压 为零，而电源内阻及线路电阻又趋向于零，此时电源电压如果处于非零值，特别是处于交流 电的高值或峰值，瞬间电流将趋向于无穷大，电流的幅值可能是额定电流的几十倍，形成合 闸涌流。这种合闸涌流的危害性很大，它可以烧蚀投切开关的触点和电子开关的器件，烧断 电容器内部电极板的引线，对电网产生冲击，污染电网环境等。为了消除电容投入时的合闸 涌流，人们曾采取过多种措施。如在投切瞬间串入电阻和电感限制电流的瞬间幅度，或分组 多次投切以减少对电网的冲击。但这些方法均采用机械装置或电磁开关来实现，属于硬投 切的范畴，其结构比较复杂，故障率较高，维护难度较大，而其反应灵敏度、动作的准确程度 都比较低，难以有效的消除合闸涌流。显然，要想彻底消除合闸涌流，就必须与之相反，实现 电力电容器的软投切。所说的软投切就是在电网电压和电容器端电压相同时投入，在瞬间 电流为零时投入，在流过电容器的电流为零时切除。或者以渐变导通的方式投入，渐变截止 的方式切除。因此，研制软投切的设备是业内人员的迫切希望。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种这种既能提高低压供电系统的功率因数，又能降低或消 除合闸涌流，避免合闸涌流对供电系统和装备的破坏，且结构简单、性能可靠、维护方便的 软投切低压智能电力电容器，为完成上述目的采用了如下技术方案研制一种软投切低压智能电力电容器，其 特点是这种装置是由电子开关、单片机及补偿电容所构成。补偿电容与电子开关相串联， 电子开关与所说的单片机相联系。工作时，单片机对取样检测信号进行分析比较后，向电子 开关发出指令，在电压过零时，对补偿电容实施自动投切。所说的电子开关是由两个反向并联的可控硅器件Tl和T2组成的无触点开关，串 联到补偿电容C的回路中，Tl的触发信号端Si、S2和T2的触发信号端S3、S4都连接单片 机D。S1、S2和S3、S4是两组同步但互相绝缘的触发信号源，由单片微机D的Sl和S2控制 可控硅Tl的导通，S3和S4控制可控硅T2的导通。所说的电子开关是由两只反向并联的可控硅Tl和T2组成的无触点开关，串联到 补偿电容C的回路中，Tl的触发信号端S1、S2和T2的触发信号端S3、S4连接单片机D。Tl 和T2组成的电子开关与一个继电器J的触点K并联，继电器J驱动线圈的两个接线端S5 和S6连接单片机D。3所说的电子开关是由一只可控硅T组成的无触点开关，可控硅T和继电器触点K 并联，再与补偿电容器C串联，可控硅T的触发信号来自单片机D的Sl和S2 ；继电器的驱 动线圈J的驱动电压由单片机D的s3和s4提供。所说的电子开关是由反向并联的两只IGBT器件Tl和T2构成的无触点开关，电子 开关与补偿电容C串联，与一个继电器的触点K并联，Tl的触发信号是从单片机输出的Si、 S2取得，T2的触发信号是从单片机输出的S3、S4取得，继电器的驱动线圈J通过单片机的 S5和S6连接。所说的电子开关是由一个IGBT器件T构成的无触点开关，电子开关和继电器触点 K并联，再与电容器C串联，IGBT的触发信号来自单片机D的Sl和S2，继电器的驱动线圈J 的驱动电压由单片机D的S3和S4提供。所说的单片机采用美国微芯PIC18F4520-1PT44脚芯片。采用上述技术方案制成的低压智能电力电容器，可根据线路的取样参数控制电容 的投切动作，在电网电压和电容器端电压相同时投入，在瞬间电流为零时投入，在流过电容 器的电流为零时切除。或者以渐变导通的方式投入，渐变截止的方式切除。实现了智能化、 程序化控制，投切时电流冲击小，器件不易损坏，大幅度降低了补偿设备的故障率，延长了 使用寿命，减少了维护成本，且具有结构简单，占用空间小，现场检修方便等优点。附图说明图1是第--种实施例的结构图2是第--种实施例的工作时序图3是第—二种实施例的结构图4是第二二种实施例的工作时序图5是第三三种实施例的结构图6是第三三种实施例的工作时序图7是第四种实施例的结构图8是第四种实施例的工作时序图9是第五种实施例的结构图10是第五种实施例的工作时序图。具体实施例方式第一种实施例如图1所示，这里的电子开关是两个反向并联的可控硅器件Tl和 T2，串联到补偿电容C的回路中，Tl的触发信号端S1、S2连接单片机D，T2的触发信号端S3、 S4连接单片机D。单片机可采用美国微芯PIC18F4520-1PT44脚芯片。S1、S2和S3、S4是两 组同步但互相绝缘的触发信号源，由单片机D供给S1S2控制可控硅Tl的导通，供给S3、S4 控制可控硅T2的导通。通过单片微机D控制过零触发，实现过零投切和正常运行。投入后 触发信号是连续的，切除指令可以在任意时刻下达，也就是触发信号可以在任意时刻停止， 电容器都会自然的在过零时切除，这是因为可控硅一旦导通，只能在下一个过零点后截止。图2是这种装置的工作时序。图中a是投切指令，b是正弦交流电电压波形图，c 是可控硅的触发信号，同样的触发信号是两组，这两组触发信号同步，但互相绝缘，分别控制正向和反向的两只可控硅。图中d是补偿电容的电流波形，图中Stl是投入指令后到第 一个过零点的等待时间，S t2是切除指令后可控硅继续导通时间。单片机根据以上时序编 制程序，对设备进行控制。第二种实施例如图3所示，由两只反向并联的可控硅Tl和T2组成电子开关，串 联到电容器C的回路中，Tl的触发信号端Si、S2连接单片机D，T2的触发信号端S3、S4连 接单片机D。继电器的触点K与Tl和T2组成D电子开关并联。继电器驱动线圈J的两个 接线端S5和S6连接单片机D。利用可控硅电子开关和机械继电器相结合，由单片机D适 时给出继电器触点K闭合的指令，使运行中继电器取代电子开关。在切除时，过零触发可 控硅，使其保持导通状态，并适时断开继电器的触点，使可控硅电子开关重新取代继电器触 点，触发信号停止后可控硅自然过零截止，实现了软切除。图4表示了这种装置的工作时序图中，a为投切指令，b是正弦交流电的电压波 形，c为可控硅的触发信号，d是继电器闭合时间，e是电容器电流波形。单片微机收到投入 指令后，经过Stl时间检测到第一个过零点，又经过预设定的δ t3，在第三个过零点发出 触发信号使可控硅导通，并根据继电器触点闭合的延迟时间St7预设定δ t5，使继电器触 点K正好在第三个过零点闭合。可以看出触点K与可控硅的触发都发生在第三个过零点， 但在时序上还是有先后之分的，即必须保证可控硅的导通略先于触点K的闭合。其实在可 控硅导通后的半个周期内，在任何时刻都可以使触点K闭合。单片微机收到切除指令后，经过δ t2检测到第一个过零点，经过δ t4在第三个过 零点发出可控硅触发信号，并根据继电器触点断开的延迟时间St8，预设定St6，使继电 器触点的断开正值电流的零点。可控硅也因电流过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软投切低压智能电力电容器，其特征在于：这种装置是由电子开关、单片机及补偿电容所构成，补偿电容与电子开关相串联，电子开关与所说的单片机相联系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王少峰，王克宇，
申请(专利权)人：王克宇，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]