[发明专利]一种用于三相电路中三相容性负荷同步投切的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电容投切复合开关的控制技术，特别是一种用于三相电路中三相容性负荷同步投切的控制方法。

背景技术

目前国内的电容投切复合开关(0.4kV)均使用磁保持继电器和与晶闸管并联的组合方式作开关电容器操作。其基本原理是由晶闸管承担通断瞬间的过零操作，稳态时由继电器工作，实现了电容器接入和切除瞬间无涌流和无操作过电压，然而，由于切除瞬间晶闸管两端要承受3倍以上的电网电压(电网无背景谐波时)甚至达到5倍以上的电压(背景谐波时)，而当重复开关时间间隔在5秒以内时，情况更为严重，其结果导致晶闸管瞬间击穿，导致晶闸管炸裂。此外，由于晶闸管过零投入受电容残压的变化影响，投入瞬间电流为尖脉冲，这是目前复合开关存在的通病。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于三相电路中三相容性负荷同步投切的控制方法，使相邻两次投入切除时间不受限制，投入瞬间无涌流，投入瞬间电流波形为正弦波，彻底消除目前国内的电容投切复合开关的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术解决方案：一种用于三相电路中三相容性负荷同步投切的控制方法，其特征在于它包含以下步骤：

(1)内部自行定义接入三相电源的三相相序：内部定义三相电源的三相为X相、Y相和Z相，三相工频电压为U_x，U_y，U_z，该定义与接入的三相电源实际的相序无关，且假定Y相工频电压Uy滞后X相工频电压Ux相位Z相工频电压U_z超前X相工频电压U_x相位

Y相直接连接所述三相容性负荷的任意一相，X相和Z相通过接触器连接所述三相容性负荷其他任意二相；

(2)设定基准相位，采集基准相位信号，输出整形同步脉冲信号：取X相和Z相两相工频电压经降压后的电压作为基准相位U_xz，对所述的基准相位U_xz进行采集，采集信号经整形电路整形，输出整形同步脉冲信号；

(3)对接触器主触头两端电位进行采样：采用X相等电位电路和Z相等电位电路分别对X相接触器和Z相接触器主触头两端的电位差ΔU进行同步采样，当所述电位差ΔU为零时，所述X相等电位电路和Z相等电位电路分别输出等电位脉冲信号；

(4)判断三相电源实时相序与自行定义的相序相同性：将所述等电位脉冲与所述整形同步脉冲作异或处理和相序判别，得出接入的三相电源的实时相序与自行定义的相序相同性；

(5)设定各相控制顺序，确定各接触器的投入时间点：设定所述三相容性负荷投入工作时，按先控制X相，后控制Z相顺序，设定所述三相容性负荷切除工作时，按先控制Z相，后控制X相顺序；

根据三相电源的实时相序与自行定义的相序相同性的判断，同时结合所述三相容性负荷工作需要，确定各相接触器的投入时间点：

①当接入三相电源与自行定义的相序相同时，且所述三相容性负荷需投入工作时，在所述整形同步脉冲上升沿，移相210°，所述X相接触器主接点两端电压为过零时刻，触发控制所述X相接触器闭合动作，同时进行正相序交叉控制，经延时t_α，所述Z相接触器主接点两端电压为过零时刻，触发控制所述Z相接触器闭合动作，其中，所述t_α，为三相电源正相序时，一个周波内，所述X相等电位电路产生的第一个电位脉冲与所述Z相等电位电路产生的第二个电位脉冲之间的间隔时间，f为电网频率，单位为赫兹；

②当接入三相电源与自行定义的相序相同时，且所述三相容性负荷需切除工作时，由于电压滞后电流相位90°，因此，在所述整形同步脉冲上升沿，经移相120°，此时，所述Z相接触器通过的电流为过零时刻，触发控制所述Z相接触器分断动作，同时进行正相序交叉控制，并经延时t₁，所述X相接触器通过的电流为过零时刻，触发控制所述X相接触器分断动作，其中，所述t₁为延时时间，时间单位为秒；

③当接入三相电源与自行定义的相序相反时，且所述三相容性负荷需投入工作时，在所述整形同步脉冲上升沿，移相330°，所述X相接触器主接点两端电压为过零时刻，触发控制所述X相接触器闭合动作，同时进行反相序交叉控制，经延时t_β，所述Z相接触器主接点两端电压为过零时刻，触发控制所述Z相接触器闭合动作，其中，所述t_β为三相电源反相序时，一个周波内，所述X相等电位电路产生的第二个电位脉冲与所述Z相等电位电路产生的第一个电位脉冲之间的间隔时间，