CN1058821C - 投切电力电容器的组合固体开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在电力线网中投入和切除电力电容器的开关。将二极管与可控硅反向并联，该可控硅的控制极与控制脉冲发生电路相联，控制脉冲发生电路产生的脉冲起点位于可控硅两端电压相等的时刻，脉冲周期与电网电压周期一致。本发明的投入和切除电容器最短时间间隔为供电频率的一个周期，能快速跟踪负荷无功功率变化，提高了无功补偿反应速度，同时大大延长电容器使用寿命。

Description

投切电力电容器的组合固体开关
本发明涉及一种在电力线网中投入和切除电力电容器的开关。
目前大多用各种开关(例如接触器)来投入或切除电力电容器，这种方法几乎都要产生过渡过程，因此在使用中必须严格控制切除后再投入的最小时间间隔，通常为数分钟。由于投切过渡过程的存在，减小了电力电容器的寿命和增加了开关维护工作量，并且在一些快速无功变化的场合，用这种开关补偿，是不可能的。
本发明的目的是提供一种投切电力电容器的开关，使投切完全无过渡过程，达到理想的无功补偿效果，并且延长电力电容器的使用寿命。
本发明的方案是：所述开关包括一个二极管、一个可控硅以及一个控制脉冲发生电路，所述二极管的阴极与所述可控硅的阳极相连作为本开关的另一端，该可控硅的控制极与所述控制脉冲发生电路的输出端相连，所述控制脉冲发生电路包括从电力网取样的一个取样电路，所述取样电路的输出连接到控制电路的输入端，以控制所述控制脉冲发生电路产生的脉冲在起点位于可控硅两端电压相等的时刻触发可控硅，所述控制脉冲周期与电网电压周期一致。
将本发明串入电路，在控制脉冲发生电路未输出脉冲时，电容器被充电，二极管反向偏置，本发明断开。如欲投入电容器，在可控硅两端电压为零的时刻，在可控硅控制极加一个可使其导通的脉冲，使可控硅导通半个周期，紧接半个周期二极管导通，由于控制脉冲与电网电压周期一致，下一个控制脉冲再次使可控硅导通，这样重复导通，使电容器被投入电力线路中。如欲切除电容器，只要停止控制脉冲，则在二极管导通结束后，本发明关断将电容器切除。本发明的投入和切除电容器最短时间间隔为供电频率的一个周期，能快速跟踪负荷无功功率变化，提高了无功补偿反应速度，同时大大延长电容器使用寿命。
图1为本发明结构示意图。
图2为三角形接法时使用本发明的原理图。
图3为本发明用于高压环境下原理图。
图4为本发明实施例原理图。
图5为电路中信号波形图。
图1中，二极管D与可控硅S反向并联后，其二端作为本发明的二端1、2，可控硅S的控制极3接控制脉冲发生电路PG，由该电路产生的脉冲起点位于可控硅S两端电压为零的时刻，脉冲周期与电网电压一致。
图2是本发明用于三相平衡的负载时的实施原理图。
图3中，在高压环境下，本发明与电阻R、电容C的串联电路并接后，进行N重串联，以起到分压作用。
图4中，将本发明串联电容后接入电力线路的A相电路中，为了减小最初充电电流，先合开关S1，经电阻R1、二极管D向电容C充电，经一段时间后，再合上开关S2，电容C1两端电压保持A相正峰值电压，则二极管D反向偏置，无电流从电容C流过。将C相电压送入同步变压器T2，调整P1使比较器IC1在A相电压正峰值的时刻产生一个正跳变，这个时刻下可控硅S阴极和阳极间电压为零。上述正跳变经微分电路C4、R11后通过二极管D7取出这一正跳变的正尖脉冲，再由IC2展宽为一个窄脉冲送至功率放大电路M1、C1、R3。在开关S3断开时，该脉冲不能送至可控硅S的控制极；当开关S3在某时刻合上，则在紧跟该时刻的A相正峰值电压到来时控制脉冲可送至可控硅S的控制极，从而本发明进入正常工作。S3在某时刻断开时，在紧跟该时刻的A相正峰值电压到来时无控制脉冲送出，本发明关断。
图5中VAN为A相电压，VCN为C相电压，VS为IC1输出端电压，V3为可控硅S的控制极电压，V为电容C两端电压，Ic为流过电容C的电流。tx为假定闭合开关S3的时刻，ty为断开S3的时刻。

Claims (1)

1、一种投切电力电容器的组合固体开关，其特征在于所述开关包括一个二极管、一个可控硅以及一个控制脉冲发生电路，所述二极管的阴极与所述可控硅的阳极相连作为本开关的另一端，该可控硅的控制极与所述控制脉冲发生电路的输出端相连，所述控制脉冲发生电路包括从电力网取样的一个取样电路，所述取样电路的输出连接到控制电路的输入端，以控制所述控制脉冲发生电路产生的脉冲在起点位于可控硅两端电压相等的时刻触发可控硅，所述控制脉冲周期与电网电压周期一致。
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