CN107769206B - 一种步退式分散补偿的无源消谐装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种步退式分散补偿的无源消谐装置，包括：电容自动补偿控制器以及投切模块，所述电容自动补偿控制器的输出端连接有多个复合开关，所述投切模块内由多条投切电路并联形成，且各所述复合开关与各所述投切电路一一对应相连，在所述电容自动补偿控制器和所述投切模块之间连接有步退继电器，所述步退模块由多个步退电路并联构成，各所述步退电路逐一连接在相应的复合开关与投切电路之间，且各所述步退电路均由双向可控硅与所述常闭触点开关串联构成，通过上述方式，本发明能够避免传统的步进式消谐装置先投入的容抗组件承受不了涌入的全部谐波而发生爆炸的危险，也无需为避免这危险而大规模集中投切，造成长期的过补偿。
Description
技术领域
本发明涉及一种电器控制技术领域，特别涉及一种步退式分散补偿的无源消谐装置。
背景技术
无源消谐是在电容补偿的基础上，串联了匹配的电抗，使之在补偿功率因数的同时，让特定的谐波也随之过滤掉。
目前，传统的功率因数自动补偿器控制是这样的：刚开始启动时，补偿器令一路一路按设定的时间间隔加入投运，在测量到的功率因数值到达设定值时稳定，以后就随功率因数的变化而自动投切电容路数，这种控制方式在启动后有可能会出现电容爆炸现象，其原因是在补偿器按照设定的时间间隔逐路投入时，大量谐波就涌到刚投的少数几路电容里，先投的电容不堪重负而爆炸了。
为此有的就将整个线路设计成集中型，用真空接触器集中投切以躲过启动时的谐波涌入，但是正常运行时就不能根据功率因数作自动补偿了，运行中有将出现严重的过补偿。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种步退式分散补偿的无源消谐装置，能够避免传统的步进式消谐装置先投入的容抗组件承受不了涌入的全部谐波而发生爆炸的危险，也无需为避免这危险而大规模集中投切，造成长期的过补偿。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种步退式分散补偿的无源消谐装置，包括：电容自动补偿控制器以及投切模块，所述电容自动补偿控制器的输出端连接有多个复合开关，所述投切模块内由多条投切电路并联形成，且各所述复合开关与各所述投切电路一一对应相连，在所述电容自动补偿控制器和所述投切模块之间连接有步退继电器；
所述步退继电器包括：电源模块、振荡模块以及步退模块，所述电源模块包括高压电源和低压电源，所述低压电源与所述高压电源通过绕组实现变压式相连，所述高压电源连接所述步退模块，所述低压电源连接所述振荡模块；
所述步退模块由多个步退电路并联构成，各所述步退电路逐一连接在相应的复合开关与投切电路之间，且各所述步退电路均由双向可控硅与所述常闭触点开关串联构成，各所述双向可控硅的控制极连接于低压电源。
在本发明一个较佳实施例中，所述振荡模块包括：计时集成块、执行集成块以及多个三极管、多个继电器，所述计时集成块与所述执行集成块串联，各所述三极管的基极逐一串联在所述执行集成块的各输出脚，各所述三极管的集电极与各所述继电器一一对应串联后连接低压电源的正极，各所述三极管的发射极均与所述低压电源的负极，用于控制步退模块的步退时间间隔。
在本发明一个较佳实施例中，各所述继电器的两端均并联有二极管，使得各继电器也具备有单向导通性。
在本发明一个较佳实施例中，所述计时集成块上还连接有调时单元，用于调节步退模块中步退时间间隔的长短。
在本发明一个较佳实施例中，所述振荡模块的两端并联有稳压模块，用于稳定振荡模块中的输入电压，保证振荡模块的正常运行。
在本发明一个较佳实施例中，各所述投切电路均由熔断器、投切开关、电抗以及容抗组件串联构成。
本发明的有益效果是：本发明一种步退式分散补偿的无源消谐装置，通过在电容自动补偿控制器与多个投切电路之间连接步退继电器，能够避免传统的步进式消谐装置先投入的容抗组件承受不了涌入的全部谐波而发生爆炸的危险，也无需为避免这危险而大规模集中投切，造成长期的过补偿。
附图说明
图1是本发明在一较佳实施例中的电路连接图；
图2是图中1所示的步退继电器的电路原理图；
图3是图2中所示的步退模块的电路原理图；
附图中各部件的标记如下：1、电容自动补偿控制器，1.1复合开关，2、投切模块，2.1投切电路，2.1.1熔断器，2.1.2、投切开关，2.1.3电抗，2.1.4、容抗组件，3、步退继电器，4、电源模块，4.1、高压电源，4.2、低压电源，5、振荡模块，5.1、计时集成块，5.2、执行集成块，5.3、三极管，5.4、继电器，5.5、二极管，5.6、调时单元，5.6.1、可调电阻，5.6.2、常闭触点总开关，6、步退模块，6.1、步退电路，6.1.2、双向可控硅，6.1.1、常闭触点开关，7、稳压模块。
实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-图3，本发明实施例包括：
一种步退式分散补偿的无源消谐装置，包括：电容自动补偿控制器1以及投切模块2，所述电容自动补偿控制器1的输出端连接有多个复合开关1.1，所述投切模块2内由多条投切电路2.1并联形成，且各所述复合开关1.1与各所述投切电路2.1一一对应相连，在所述电容自动补偿控制器1和所述投切模块2之间连接有步退继电器3；
所述步退继电器3包括：电源模块4、振荡模块5以及步退模块6，所述电源模块4包括高压电源4.1和低压电源4.2，所述低压电源4.1与所述高压电源4.2通过绕组实现变压式相连，所述高压电源4.1连接所述步退模块6，所述低压电源4.2连接所述振荡模块5；
所述步退模块6由多个步退电路6.1并联构成，各所述步退电路6.1逐一连接在相应的复合开关1.1与投切电路2.1之间，且各所述步退电路6.1均由双向可控硅6.1.2与所述常闭触点开关6.1.1串联构成，各所述双向可控硅6.1.2的控制极连接于低压电源4.2。
进一步说明，所述振荡模块5包括：计时集成块5.1、执行集成块5.2以及多个三极管5.3、多个继电器5.4，所述计时集成块5.1与所述执行集成块5.2串联，各所述三极管5.3的基极逐一串联在所述执行集成块5.2的各输出脚，各所述三极管5.3的集电极与各所述继电器5.4一一对应串联后连接低压电源4.2的正极，各所述三极管5.3的发射极均与所述低压电源4.2的负极，用于控制步退模块6的步退时间间隔。
其中，各所述继电器5.4的两端均并联有二极管5.5，使得各继电器5.4也具备有单向导通性。
所述计时集成块5.1上还连接有调时单元5.6，所述调时单元5.6包括相互串联的可调电阻5.6.1和常闭触点总开关5.6.2，通过调节可调电阻5.6.1的电阻大小来改变振荡时间的长短，通过常闭触点总开关5.6.2来停止振荡模块5的振荡过程。
再进一步说明，所述振荡模块5的两端并联有稳压模块7，用于稳定振荡模块5中的输入电压，保证振荡模块5的正常运行。
再进一步说明，各所述投切电路2.1均由熔断器2.1.1、投切开关2.1.2、电抗2.1.3以及容抗组件2.1.4串联构成。
在本实施例中，所述电容自动补偿控制器的输出端连接有9个复合开关，分别为复合开关F1、复合开关F2、复合开关F3、复合开关F4、复合开关F5、复合开关F6、复合开关F7、复合开关F8以及复合开关F9；
所述投切模块由9个投切电路并联构成，分别为投切电路T1、投切电路T2、投切电路T3、投切电路T4、投切电路T5、投切电路T6、投切电路T7、投切电路T8以及投切电路T9；
所述步退模块由9个步退电路电路并联构成，分别为步退电路B1、步退电路B2、步退电路B3、步退电路B4、步退电路B5、步退电路B6、步退电路B7、步退电路B8以及步退电路B9；
所述步退电路B1由双向可控硅VT1和常闭触点开关J1.1串联形成，且所述步退电路B1串联于所述复合开关F1和所述投切电路T1之间；
所述步退电路B2有双向可控硅VT2和常闭触点开关J2.1串联形成，且所述步退电路B2串联于所述复合开关F2和所述投切电路T2之间；
所述步退电路B3有双向可控硅VT3和常闭触点开关J3.1串联形成，且所述步退电路B3串联于所述复合开关F3和所述投切电路T3之间；
所述步退电路B4有双向可控硅VT4和常闭触点开关J4.1串联形成，且所述步退电路B4串联于所述复合开关F4和所述投切电路T4之间；
所述步退电路B5有双向可控硅VT5和常闭触点开关J5.1串联形成，且所述步退电路B5串联于所述复合开关F5和所述投切电路T5之间；
所述步退电路B6有双向可控硅VT6和常闭触点开关J6.1串联形成，且所述步退电路B6串联于所述复合开关F6和所述投切电路T6之间；
所述步退电路B7有双向可控硅VT7和常闭触点开关J7.1串联形成，且所述步退电路B7串联于所述复合开关F7和所述投切电路T7之间；
所述步退电路B8有双向可控硅VT8和常闭触点开关J8.1串联形成，且所述步退电路B8串联于所述复合开关F8和所述投切电路T8之间；
所述步退电路B9有双向可控硅VT9和常闭触点开关J9.1串联形成，且所述步退电路B9串联于所述复合开关F9和所述投切电路T9之间；
所述执行集成块的输出脚个数为10个，分别为输出脚1、输出脚2、输出脚3、输出脚4、输出脚5、输出脚6、输出脚7、输出脚8、输出脚9以及输出脚10；
输出脚1连接三极管BG1基极，三极管BG1集电极连接继电器J1；
输出脚2连接三极管BG2基极，三极管BG2集电极连接继电器J2；
输出脚3连接三极管BG3基极，三极管BG3集电极连接继电器J3；
输出脚4连接三极管BG4基极，三极管BG4集电极连接继电器J4；
输出脚5连接三极管BG5基极，三极管BG5集电极连接继电器J5；
输出脚6连接三极管BG6基极，三极管BG6集电极连接继电器J6；
输出脚7连接三极管BG7基极，三极管BG7集电极连接继电器J7；
输出脚8连接三极管BG8基极，三极管BG8集电极连接继电器J8；
输出脚9连接三极管BG9基极，三极管BG9集电极连接继电器J9；
输出脚10连接三极管BG10基极，三极管BG10集电极连接继电器J10。
本实施例中的一种步退式分散补偿的无源消谐装置，其具体的工作原理如下：
步退继电器3得电，电源模块4中的高压电源4.1一方面向步退模块6供电，另一方面通过绕组变压成低压电源4.2，此时低压电源向双向可控硅6.1.2的控制极发送触发信号，导通所有双向可控硅6.1.2，使得所有复合开关1.1全部导通，即电容自动补偿控制器1内的所有补偿回路导通，同时投切模块2中的投切电路2.1全部导通，即所有容抗组件2.1.4全部投运，与此同时低压电源4.2在稳压模块7的作用下，以12V的输出电压对振荡模块5进行供电，此时计时集成块5.1得电开始振荡计时，振荡频率由调时单元5.6进行调节，当达到设定时间时，计时集成块5.1向执行集成块5.2发送输出信号，并由执行集成块5.2的输出脚1输出电压，继电器J1得电且三极管BG1导通，使得常闭触点开关J1.1断开，从而使得复合开关F1断电，迫使投切电路T1断开，退出投切电路T1中的容抗组件，此时即使常闭触点开关J1.1复位，但双向可控硅VT1的控制极断路，所以复合开关F1仍然将保持断开状态，随后根据计时集成块5.1的振荡频率， 逐步从执行集成块5.2的输出脚2、输出脚3、输出脚4、输出脚5、输出脚6、输出脚7、输出脚8、输出脚9输出电压，并将继电器J2、继电器J3、继电器J4、继电器J5、继电器J6、继电器J7、继电器J8、继电器J9逐个接通，使得常闭触点开关J2.1、常闭触点开关J3.1、常闭触点开关J4.1、常闭触点开关J5.1、常闭触点开关J6.1、常闭触点开关J7.1、常闭触点开关J8.1、常闭触点开关J9.1逐步断开，接着依次断开复合开关F2、复合开关F3、复合开关F4、复合开关F5、复合开关F6、复合开关F7、复合开关F8、复合开关F9，最终使得投切电路T2、投切电路T3、投切电路T4、投切电路T5、投切电路T6、投切电路T7、投切电路T8、投切电路T9中的容抗组件2.1.4逐个退出，直至执行集成块5.2的输出脚10中输出电压，导通继电器J10，从而使得常闭触点总开关J10.1断开，使得计时集成块5.1断电，停止振荡。
需要进一步说明地是，在开始通电时，由于全部复合开关1.1导通，所有投切电路2.1运行，即所有容抗组件2.1.4接入，此时电容自动补偿控制器1检测不到无功电流，不执行任何操作，随着步退继电器3的逐步振荡，使得复合开关1.1逐个退出，容抗组件2.1.4逐一切除，直至电路中容抗组件2.1.4的功率因数低于指定数值后，电流将产生无功电流，此时电容自动补偿控制器1检测到无功电流而启动补偿回路，从而即使步退继电器3全部退出，电容自动补偿控制器1内部也能自行地进行自动投切，正常运行。
区别于现有技术，本发明一种步退式分散补偿的无源消谐装置，在电容自动补偿控制器与多个投切电路中新增设计步退继电器，巧妙地将投切程序改变成：先将所有容抗组件全部投运，隔一段时间再逐路切除，在切除到功率因数低时，电容自动补偿控制器检测到需要进行补偿，自动逐个接通内部触点，移交给自动投切运行，无缝与增加的步退继电器衔接，而步退继电器将还是按照自己的步伐逐路切除直至完全退出为止，最终成功地避免了传统的步进式消谐装置先投入的容抗组件承受不了涌入的全部谐波而发生爆炸的危险，也无需为避免这危险而大规模集中投切，造成长期的过补偿。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (1)
1.一种步退式分散补偿的无源消谐装置，包括：电容自动补偿控制器以及投切模块，所述电容自动补偿控制器的输出端连接有多个复合开关，所述投切模块内由多条投切电路并联形成，且各所述复合开关与各所述投切电路一一对应相连，其特征在于，在所述电容自动补偿控制器和所述投切模块之间连接有步退继电器；
所述步退继电器包括：电源模块、振荡模块以及步退模块，所述电源模块包括高压电源和低压电源，所述低压电源与所述高压电源通过绕组实现变压式相连，所述高压电源连接所述步退模块，所述低压电源连接所述振荡模块；
所述步退模块由多个步退电路并联构成，各所述步退电路逐一连接在相应的复合开关与投切电路之间，且各所述步退电路均由双向可控硅与常闭触点开关串联构成，各所述双向可控硅的控制极连接于低压电源；
所述振荡模块包括：计时集成块、执行集成块以及多个三极管、多个继电器，所述计时集成块与所述执行集成块串联，各所述三极管的基极逐一串联在所述执行集成块的各输出脚，各所述三极管的集电极与各所述继电器一一对应串联后连接低压电源的正极，各所述三极管的发射极均与所述低压电源的负极；各所述继电器的两端均并联有二极管；所述计时集成块上还连接有调时单元；所述振荡模块的两端并联有稳压模块；各所述投切电路均由熔断器、投切开关、电抗以及容抗组件串联构成；
所述步退式分散补偿的无源消谐装置具体的工作原理如下：
步退继电器得电，电源模块中的高压电源一方面向步退模块供电，另一方面通过绕组变压成低压电源，此时低压电源向双向可控硅的控制极发送触发信号，导通所有双向可控硅，使得所有复合开关全部导通，即电容自动补偿控制器内的所有补偿回路导通，同时投切模块中的投切电路全部导通，即所有容抗组件全部投运，与此同时低压电源在稳压模块的作用下，以12V的输出电压对振荡模块进行供电，此时计时集成块得电开始振荡计时，振荡频率由调时单元进行调节，当达到设定时间时，计时集成块向执行集成块发送输出信号，并由执行集成块的输出脚1输出电压，继电器J1得电且三极管BG1导通，使得常闭触点开关J1.1断开，从而使得复合开关F1断电，迫使投切电路T1断开，退出投切电路T1中的容抗组件，此时即使常闭触点开关J1.1复位，但双向可控硅VT1的控制极断路，所以复合开关F1仍然将保持断开状态，随后根据计时集成块的振荡频率， 逐步从执行集成块的输出脚2至输出脚N-1输出电压，并将继电器J2至继电器JN-1逐个接通，使得常闭触点开关J2.1至常闭触点开关JN-1.1逐步断开，接着依次断开复合开关F2至复合开关FN-1，最终使得投切电路T2至投切电路TN-1中的容抗组件逐个退出，直至执行集成块的输出脚N中输出电压，导通继电器JN，从而使得常闭触点总开关JN.1断开，使得计时集成块断电，停止振荡；
在开始通电时，电容自动补偿控制器检测不到无功电流，不执行任何操作，随着步退继电器的逐步振荡，使得复合开关逐个退出，容抗组件逐一切除，直至电路中容抗组件的功率因数低于指定数值后，电流将产生无功电流，此时电容自动补偿控制器检测到无功电流而启动补偿回路，从而即使步退继电器全部退出，电容自动补偿控制器内部也能自行地进行自动投切，正常运行。
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