[发明专利]一种高压并联电容器智能过零投切装置

摘要

一种高压并联电容器智能过零投切装置，由可控硅组、单极交流真空接触器、控制器、光电转换系统、深度滤波器和触发板组成，其中可控硅组包括A相串联的反并联可控硅和C相串联的反并联的可控硅，单极交流真空接触器包括A相单极交流真空接触器和C相单极交流真空接触器，光电转换系统包括光电转换器和传输光纤，其主要功能是实现控制器和可控硅组触发板之间的电信号进行光电信号的转换；触发板与每个可控硅的控制极相连，用以输出触发可控硅组所需的触发信号，A相与B相线电压信号以及C相与B相线电压信号经过深度滤波器后与控制器相连，控制器通过光电转换系统与触发板相连，该装置具有电压过零检测精度高、投切效果好的特点。

主权项

一种高压并联电容器智能过零投切装置，其特征在于：由可控硅组、单极交流真空接触器、控制器、光电转换系统、深度滤波器和触发板组成，其中可控硅组包括A相串联的8组反并联可控硅和C相串联的8组反并联的可控硅，单极交流真空接触器包括A相单极交流真空接触器和C相单极交流真空接触器，光电转换系统包括光电转换器和传输光纤，其主要功能是实现控制器和可控硅组触发板之间的电信号的光电转换，并将光信号通过传输光纤传输，传输光纤不仅能进行信号传输，还能起到高压装置和低压控制系统之间的隔离作用；触发板与每个可控硅的控制极相连，8组反并联的可控硅共配16个触发板，触发板用以输出触发可控硅组所需的触发信号，A相与B相线电压信号以及C相与B相线电压信号经过深度滤波器后与控制器相连，其中深度滤波器包括低通滤波电路、电压比较电路和光耦隔离电路；A相可控硅组与A相单极交流真空接触器并联，组成A相复合开关，C相可控硅组与C相单极交流真空接触器并联，组成C相复合开关，A相复合开关和C相复合开关的一端连接常规断路器，另一端连接相应的电容器和电感，控制器通过光电转换系统与触发板相连，通过执行电压无功控制装置发出的指令，发送触发信号给可控硅组的触发板，使得与其并联的单极交流真空接触器得以实现过零投切的效果；当需要投入电容器时，控制器持续检测触发板返回的可控硅电压信号，并将该可控硅电压信号通过深度滤波器进行滤波，当捕捉到一个周期的正向电压时，控制器对反并联可控硅中的负相可控硅发出持续的触发脉冲，以保证当电压负过零时可控硅过零导通，之后延迟1/2周期对反并联可控硅中的正相可控硅发出触发脉冲，同样保证当电压正过零时可控硅过零导通；切除电容器时，直接发送持续的触发脉冲同时控制并监测单极交流真空接触器的状态，保证触发脉冲迟于单极交流真空接触器分闸，使可控硅在电流过零点自然关断；所述深度滤波器中的A相低通滤波电路的幅频特性、相频特性和截止频率为：|H(ω)|=uBA,uBA1(R1/R2+1)2+(R1Cω)2ψ(ω)=-arctan(R1CωR1/R2+1)fAo=R1+R22πR1R2C]]>其中，R1和R2代表分压电阻；C代表滤波电容；uBA’代表滤波后的线电压信号，|H(ω)|、ψ(ω)和fAo分别代表低通滤波器的幅频特性，相频特性和截止频率，ω为频域特性中的频率坐标；C相低通滤波电路的幅频特性、相频特性和截止频率为：|H(ω)|=uCA,uCA1(R1/R2+1)2+(R1Cω)2ψ(ω)=-arctan(R1CωR1/R2+1)fCo=R1+R22πR1R2C]]>式中uCA’代表滤波后的C相和A相之间的线电压信号，fCo为C相低通滤波电路的截止频率；滤波后的线电压信号uBA’经过电压比较器，要满足以下输入电压条件：其中，VC代表电压比较器的电源电压；uBAp‑p代表线电压uBA的峰峰值；ud(0)代表初始相电压；fL和fH分别代表所设定的下限频率和上限频率；λ＝1.5～2代表安全系数；对于线电压uCA’经过电压比较器，要满足以下输入电压条件：式中uCAp‑p代表线电压uCA的峰峰值，fCo为C相低通滤波电路的截止频率。