[实用新型]低压电容器新型投切开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及电学技术领域，尤其涉及一种低压电容器新型投切开关。

背景技术

近年来随着电力电子装置的广泛应用，感性负载和非线性负载的大量增加，电网中的无功功率大量增加，由于无功功率在电网中传输会造成网络损耗以及受电端电压下降，严重影响供电质量。因此，在电网中装设无功补偿装置已成为满足电网无功需求的必要手段。在终端用户中，使用低压电容器进行无功补偿是最常用的办法。目前国内无功补偿电容器装置所使用的投切开关的性能对比如下：

(1)接触器。采用接触器作为投切开关，接入电容的瞬间产生很大的涌流，造成接触器的触头处产生火花，容易烧毁触头，而在分断电容时可投切开关之后，能粘住触头，造成触头拉不开。

(2)晶闸管开关：继传统机械触点出现无触点的电子开关，可以实现过零触发，具有导通无涌流，切断无过电压的特点，但开关电路运行时有较大的导通压降，带来电能损耗和发热问题。

(3)复合开关：由双向晶闸管与接触器并联构成，具有过零触发、动作时间短、限制电容器合闸涌流、触点无烧结的优点。但耐电压、电流冲击性较差，容易损坏，安全稳定性较弱，机械触点存在烧坏可能性，正常运行时接触器开关始终接通，线圈一直通电，增加了电能损耗。

(4)选相开关：虽避免了复合开关的可控硅组件容易出现的故障，但单触点磁保持结构，仍有产生电弧预燃和重燃的可能性。

从投切开关的性能对比可知，目前普遍选用的电容器投切开关在运行中仍存在的缺陷，需要在提高开关的可靠性和安全性方面进行改进。投切开关是电容器的关键部件，因此，研发新型投切开关能实现过零无触点投切，达到精确补偿，节能降耗的目的，符合国家节能政策要求，具有非常现实的意义。

现有技术方案

根据晶闸管投切电容器(TSC)技术的自动补偿原理，TSC的电路原理如图4 所示，选取投入电容器时刻总的原则是投入电容时刻(晶闸管导通时刻)必须是电网电压u_S与电容器当前端电压u_C相等的时刻。因为根据电容器的特性，若投入电容器时刻的电源电压与电容器当前端电压不等，电容器电压突变，会产生很大的合闸涌流，可能会损坏晶闸管或给电网带来高频冲击。而在TSC切除电容器时，由于切除过程中开关触点会产生电弧重燃现象，导致电容器过电压，但在电流过零时刻切除电容器，可以实现开关接点无电弧分断。因此晶闸管控制的电容器一定是在电流过零的情况下切除。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低压电容器新型投切开关。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型由电流互感器、电压互感器、滤波电路、电流采样电路、电压采样电路、数字信号处理器、控制器、过零检测与触发电路、磁保持继电器驱动电路、投切开关、三相补偿电容、分相补偿电容组成，所述电流互感器和所述电压互感器的输出端分别依次通过所述滤波电路、所述电流采样电路、所述电压采样电路、所述控制器、所述过零检测与触发电路和所述磁保持继电器驱动电路与一组连接三相补偿电容的投切开关连接，另一组投切开关连接在分相补偿电容上，且设置有输出指示灯。

进一步，所述投切开关由双向晶闸管、磁保持继电器和RC阻容吸收电路组成。所述双向晶闸管与所述磁保持继电器并联连接，所述双向晶闸管与所述磁保持继电器与所述RC阻容吸收电路串联连接。

进一步，所述磁保持继电器的驱动电路由四个电阻、四个三极管、两个继电器线圈和两个二极管组成，两个电阻、两个三极管、一个二极管和一个继电器线圈组成合闸驱动电路，另外两个电阻、两个三极管、一个二极管和一个继电器线圈组成分闸驱动电路。第一电阻的第一端作为合闸信号输入端，第一电阻的第二端与第一三极管的基极连接，第一三极管的发射极和第三三极管的发射极与电源负极连接，第一三极管的集电极通过第二电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极和第四三极管的发射极与电源正极连接，第二三极管的集电极同时与第一二极管的负极和用于合闸的继电器线圈的第一端连接，用于合闸的继电器线圈的第二端同时与第一二极管的正极、用于分闸的继电器线圈的第一端和第二二极管的正极连接，用于分闸的继电器线圈的第二端同时与第二二极管的负极和第四三极管的集电极连接，第四三极管的基极通过第四电阻与第三三极管的集电极连接，第三三极管的基极与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端作为分闸信号输入端。