[实用新型]单相相控合闸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电器及电子测控领域，特别是高、中压系统中电气设备合、分闸控制技术。

背景技术

随着现代科学技术的不断更新和发展，随着技术标准的更新，对开关电器的试验不仅需要控制试验电压和电流，而且需要控制合闸相位角和导通周波数或波形。在目前的高、中压系统中，开关的合、分闸相位是随机的，因而过电压和涌流现象就很严重，对电力系统运行和电气设备的性能带来负面影响，具体表现为：电气设备寿命的减少，电气设备的绝缘击穿、故障和损坏，继电保护的误动作，二次边的电子控制元件功能失常，电能质量的降低等。随着开关设备行业的不断发展，需要对开关设备分合闸相位控制的研究与发展也给予了足够的重视，对其分合闸相位控制的研发是未来开关设备研发的重中之重。

目前大部分合闸装置的分，合闸动作都是用各类型的操动机构的分，合来实现的。由于传统的真空断路器合闸装置的操动机构是由连杆和锁扣以及能量供应系统组成的机械系统，环节多，机械零件多，累计运动公差大且响应缓慢，可控性差，效率低。因此，动作时间的分散性和不可控性决定了传统操动机构很难实现合闸的相位控制。近几年在国内中压领域相继研制出了永磁操动机构，为相控合闸技术的实现创造了物质条件。

传统的相控合闸装置由于技术上的缺陷，没有将这几个方面的技术有机的结合起来，又因为其操动机构的复杂性，从而导致相位控制的准确性比较差，误差较大，并且缺少对合闸装置动作的波形采集和分析环节，这就使得相控合闸实现起来比较困难。我们公司将上述方面的技术结合起来，使用高性能的永磁机构作为装置的操动机构，利用先进的控制器控制永磁机构动作，使合闸装置的合闸可靠，相位可控，并可以对装置的动作性能进行最优化控制，从而实现了开关控制的选相化和智能化。

发明内容

本实用新型目的是设计一种单相相控合闸装置，可以精确的对开关进行相控合闸，可以使开关在系统电压波形的指定相位处关合，使电容器、空载变压器和空载线路等电力设备在对自身和系统冲击最小的情况下投入电力系统。

相控合闸装置又称同步选相控制开关，其实质就是根据不同的负载特性，控制开关在电压或电流最有利的相位(电角度)完成合闸或分闸，以主动消除开关动作过程所产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，或提高开关的开断能力。

具体地说，单相相控合闸装置，其由绝缘灭弧室、永磁机构和选相控制模块组成，绝缘灭弧室和永磁机构固定在框架上，绝缘灭弧室的绝缘拉杆与永磁机构的输出轴通过调节套过渡非连接接触，选相控制模块通过接口由引线与永磁机构的电磁线圈的引线连接。

在框架位于永磁机构下部固定有分闸限位，分闸限位底部通过油杯支架固定有油杯。

控制模块JP1的1、2端为工作电源输人，接交直流220V±20％电源；JP1的11、12端为电压同步相位信号，交流100～220V电源；JP1的13端为合闸控制母线，与3端构成合闸命令控制回路，与4端构成分闸命令控制回路可以通过串并各种开关节点，构成所需的控制逻辑；合闸控制母线与5、6端通过位置开关构成分合位置回路，提供所需的操作闭锁控制逻辑；DL其他端口供二次保护用；控制模块通过6芯大电流接插件连接操作线圈和储能电容。控制模块内含有合闸防跳功能模块和DL合分闸互锁功能模块。

本实用新型有益效果：

本相控合闸装置，能实现开关合在用户要求的任意电角度，可对合闸的相位角进行精确控制。在装置相控合闸控制下，可以确保电力系统和设备的安全运行，从而提高电力设备的寿命和系统的稳定性，具体表现在以下几个方面：

a)减小合闸操作的涌流和过电压

电容器和空载变压器在投入时会产生幅值和频率都很高的涌流。电容器用于电网和电力设备的无功补偿，可以提高用户的功率因数和供电质量。涌流过大可能造成开关的触头熔焊，烧损，电容器损坏，涌流产生的电动力还可能会使其它零件损坏，涌流过大还可能给电流互感器和串联电抗器造成绝缘损伤等。

b)对于感性负载，幅值很大的涌流将导致开关触点受损，变压器绕组产生机械应力，保护继电器误动作，过电压可能导致设备局部放电等危害。采用相控合闸可以减小涌流的幅值和电压的扰动，从限制瞬态电压的效果和经济性等方面考虑，都比通常用的预置合闸电阻和避雷器要好得多。

c)使用相控合闸可以使系统中的瞬态过程缩短，并能有效的抑制高频谐波。

d)提高电能质量和系统的稳定性