一种投切电容器组的2控3预充电相控开关电路制造技术

一种投切电容器组的２控３预充电相控开关电路，它含有两只给电容器组预充电的相控开关组成３相零点开关，开关的输入端与两相星形接法的ＬＣ的串联滤波电路连接，两只开关的输出端连接在一起与第三相的ＬＣ滤波电路连接，星形连接的ＬＣ滤波电路通过高压熔断器与三相电网电源连接，相位控制装置独立控制两只相控开关在电压的峰点处通断。在每只相控开关旁边，并联连接着高压硅堆二极管与高压限流电阻的串联电路，达到对电容器组预充电的作用；同时并联连接着ＲＣ的串联吸收电路。测试波形显示：本实用新型专利技术的投切效果像ＴＳＣ（晶闸管投切电容器组），可以在１秒钟内无冲击投切一次，无能耗，应用普通开关作相控开关，成本低。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种投切电容器组的2控3预充电相控开关电路本专利技术涉及一种投切电容器组的2控3预充电相控开关电路，用于电网电能质量治理工 程中》可以实現对电容器组的快速无冲击电流投入和电流过零时切除，属于电力系统的无功 补偿和谐波滤波

技术介绍
投切电容器组常规电路为机械式触点投切开关，晶闸管投切电容器(TSC ),同步 真空开关。机械式触点投切开关，三相开关在随机不确定的电两电压点投切电容器，电流冲击大， 最少数倍的额定电流，弓跑电网电压 ^。还存在合闸机械触点弹跳，打开蝕点重燃的危险 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，中压TT电路，晶闸管要承受大约3倍的电网有效值电压，晶S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， 一套中压TSC电路导通时产生几个Kf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ZL991184H 5,专莉 文件"相控制开关设备"，申请号00137229.7讲述的，也有3点不足同歩开关元件多、 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；相控开关投切电容器 组的工作原理，开关均在正弦波电压的过零点闭合。在电容器上没有电压时，只有这点投切 电容器的效果好。在正弦波的过零点，电压变化率最大，这就要求同步开关的精度必须高。 专利文件"同步开关"说明书的15/19页讲开关的精度为过零点的土lms时，产生的冲击 水平为普通机械式触点开关的一半，相当于串联电阻投切电容器的水平，精度越高，冲击越小。由此可以看出，还是有不小的冲击；开关打开后，需要等待电容器上的充电电压降到零，才可以再闭合，等待的时间几分钟，开关的投、切动作时间为分钟级别，不能快速无冲击电 流投切电容器组。晶闸管投切电容器组和相控开关技术的出现都有近30年的历史，工程上有应用，但是应用量都不大。在中压动态无功补偿和谐波滤波
中，国内外公认的技术手段，大量采用的方案 是晶闸管控制电抗^(TCR〉+电容器和电抗器组成的滤波电路(FC〉。但是TCR有缺点:TCR+FC 完成电网补偿，需要再傲一套与需要滤除的无功功率同样大小的充功功率装置，用晶闸管控 制无功的大小。这样，用户投资大，TCR本身需要约120^/KVAlt，占地大，耗能大，公认 为3%。 IOOMVAR的TCR有3MAW的能耗，真是不少。TCR工作时产生谐波电流，靠FC 滤除。TCR虽然有缺点，只是目前没有一种更好的方案或手段代替TCR。
技术实现思路
本专利技术创造了一种新型开关电路，它的定位扭转中压动态补偿领域TCR+FC—统天下 的局面；克服晶闸管投切电容器组(TSC)的价格高，耗能大的缺点；突破常规相控开关的速 度慢的限制，将动作时阆缩短，由打开到闭合完成一次动作，时间在1秒钟内，闭合不产生 电流冲击，打开电流为零；减少传统的三相相控开关采用三个独立开关的结构，只采用两只 独立的开关就完成了三相开闭动作，称为2控3;对电容器组预充电，在电压的峰点投切开关，开关精度比传统相控开关低，效果比传统相控开关好，这意昧着成本低，质量高，用户好接受。节能环保，没有能耗，符合时代要求。本专利技术的新型开关电路的名称为 一种投切 电容器组的2控3预充电相控开关电路。本专利技术通过以下方案实现两只给电容器组预充电的相控开关组成3相零点开关，开关 的输入端与两相星形接法的电抗器L和电容器C的串联滤波电路连接，两只开关的输出端连 接在一起与第三相的LC滤波电路连接，星形连接的LC滤波电路通过高压熔断器与三相电两 电源连接，相位控制装置独立控制两只相控开关在电压的峰点处通断。零点开关在闭合时候， 电位为零，电路工作安全；在装置发生相间短路时零点开关的短路电流小，安全。所述的给电容器组预充电的相控开关，在每只相控开关旁边，并联连接着高压硅堆二极 管与高压限流电阻的串联电路，达到对电容器组预充电的作用；同时并联连接着电容器C与 电阻器R的串联吸收电路，吸收开关上快速变化的电压。所述的给电容器组预充电的相控开关的两只高压硅堆二极管的阴极均接在开关的电源 側，或者两只高压硅堆二极管的阳极均接在开关的电源倒。所述的相控开关通常为永磁真空接触器或者永磁真空开关，也可以是电磁式的真空接触器或者电磁式的真空开关。所述的相位控制装置是由电网电压同步检灘器，单片机选相控制器，永磁线圈驱动器组 成。线圈电源由直流220V稳压电源供电，相位控制装置的电路与科技杂志登载的常规相控开关的控制电路相似，为本专业技术人员了解，所以不累述。这种投切电容器组的2控3预充电相控开关电路，应用给电容器组预充电技术，在电两电压的峰值点投切电容器，是没有冲击电流的理想状态，要求开关的精度不高，使用普通开 关就可以达到高精度的相控开关的功能，用普通开关使得成本降低，用户可以接受。按照上 述要求组装的电,切电容器组，灘试数据表明达到了预期的结果闭合没有操作过电压和 没有冲击电流，电流过零时打开开关；同时达到了近似晶闸管投切电容器组的效果，实现了 快速动作，由打开到闭合在1秒钟内完成动作一次；开关打开，在十几天长期放置停止动作， 再次动作时，灘试电流电压的动作数值没有变化，达到了安全可靠的要求。新专利技术的开关可 以在低压(1KV以下)，中压(1KV〈中压〈-35KV)，高压(>35KV)宽广的电压范围中应用， TCR没有应用在110KV的电网中，在供配电电网系统、可控串补、冶金行业、矿山、电气化 铁路等多个领域应用，扭转中压动态补偿TCR+FC —统天下的预期目标已经看到了曙光。附图说明图1:投切电容器组的2控3零点预充电相控开关电路电路图 图2: l秒钟打开闭合一次，开关K1电流、开关K2电压工作波形图 图3:波形展开闭合时候开关K1电流、开关K2电压工作波形图 图4:波形展开打开时候开关Ki电流、开关K2电压工作波形图 图5: 1秒钟打开闭合一次，开关K2电流、开关Kl电压工作波形图 图6:波形展开闭合时候开关K2电流、开关Ki电压工作波形图 图7:波形展开打开时候开关K2电流、开关K1电压工作波形图 具体实施方法 通见图i一7。两只给电容器组预充电的相控开关Kl和开关K2组成3相零点开关，开关Kl旁并联连接着高压硅堆二极管W与高压限流电阻R1的串联电路，达到对电容器组预充电的作用；同时并联连接着电容器C4与电阻器R2的串联吸收电路，吸收开关Kl上快速变化的电压。开关 K2旁并联连接着高压硅堆二极管D2与高压限流电阻R3的串联电路，达到对电容器组预充电 的作用；同时并联连接着电容器C5与电阻器IM的串联吸收电路，吸收开关K2上快速变化的 电压。开关K1的输入端与电抗器L1和电容器C1的串联滤波电路连接，Ll、 Cl滤波电路通 过高压熔断器Fl与三相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投切电容器组的２控３预充电相控开关电路，其特征在于：两只给电容器组预充电的相控开关组成３相零点开关，开关的输入端与两相星形接法的电抗器Ｌ和电容器Ｃ的串联滤波电路连接，两只开关的输出端连接在一起与第三相的ＬＣ滤波电路连接，星形连接的ＬＣ滤波电路通过高压熔断器与三相电网电源连接，相位控制装置独立控制两只相控开关在电压的峰点处通断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建宁，
申请(专利权)人：杨建宁，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]