CN110120674B - 一种高压交流断路器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种高压交流断路器，包括：电压对比单元、信号放大器、智能控制单元、开关控制单元和采集单元；所述开关控制单元在高压交流主回路上与所述采集单元并联，采集单元采集电压高低信号并传到所述电压对比单元，所述信号放大器将所述电压对比单元的输出信号放大后输出给所述智能控制单元，所述智能控制单元用于控制所述开关控制单元。本申请的技术方案能够通过单向二极管分担和限制接触器投切电流，放宽了电压零点投切的条件，避免交流投切时的过电压和涌流现象，稳定地控制电压，同时又不会引起过电压和电路复杂的情况。

Description

一种高压交流断路器
技术领域
本申请涉及电力系统输变电技术领域，尤其涉及一种高压交流断路器。
背景技术
电力系统的无功功率消耗是用调相机或者并联电容器组来补偿的，电容器组与调相机相比，具有投资少、管理维护方便和检修时间短的优点，近年来，大型电容器组越来越多地被用于集中补偿，但负荷的消耗是不断变化的，白昼负荷重电压低，夜间负荷轻电压高，采用固定投入电容器组的方式会造成电压波动过大的问题，无法满足电压稳定控制的目的。
如果把大型电容器组分成若干个小组，可以利用断路器随着负荷的波动改变投入量来稳定电压，但是也同时造成了另一方面的问题：分割后的电容器组是一种频繁操作的电气设备，需要按照电网系统电压和无功功率的变化进行频繁投切，由于电容器电压与电流间相位差的影响，在电容器投切瞬间会产生幅值很大的冲击涌流和很高的过电压，给电容器组和电网的正常运行带来很大的潜在风险，而目前的规避方法主要有两种：(1)采用真空断路器直接投切电容器，这种控制方法简单，但是在投切时会产生很高的操作过电压和冲击涌流；(2)采用多只大功率可控硅串联投切电容器组，可控硅的控制电路一般采用高压取能以解决高压驱动电路供电，光纤传输信号以解决高低压隔离问题，这种控制方法可以解决电容器投切时的过电压和涌流问题，但是控制驱动电路复杂，造价昂贵且可靠性不高。
因此，如何使得投切电容器能够稳定地控制电压，同时又不会引起过电压和电路复杂的情况，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种高压交流断路器，使得投切电容器能够稳定地控制电压，同时又不会引起过电压和电路复杂的情况。
本申请提供了一种高压交流断路器，包括：电压对比单元、信号放大器、智能控制单元、开关控制单元和采集单元；所述开关控制单元在高压交流主回路上与所述采集单元并联，采集单元采集电压高低信号并传到所述电压对比单元，所述信号放大器将所述电压对比单元的输出信号放大后输出给所述智能控制单元，所述智能控制单元用于控制所述开关控制单元。
结合上述内容，所述开关控制单元包括两个接触器和两个单向二极管，其中，一个接触器与一个单向二极管并联为一组开关单元，两组开关单元串联后组成所述开关控制单元。
结合上述内容，所述采集单元包括两个电压互感器。
结合上述内容，所述开关控制单元包括两个接触器和两个单向二极管，其中，一个接触器与一个单向二极管串联为一组开关单元，两组开关单元并联后组成所述开关控制单元。
结合上述内容，两个单向二极管的导通方向相反。
结合上述内容，所述采集单元包括两个电压互感器。
结合上述内容，所述电压对比单元的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管的导通方向是否相同，如果相同，则所述智能控制单元控制首先闭合或者断开与所述单向二极管一组的接触器，然后继续闭合或者断开另一个接触器。
结合上述内容，所述电压对比单元的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管的导通方向是否相同，如果不相同，则所述智能控制单元控制首先闭合或者断开与所述单向二极管一组的接触器，然后继续闭合或者断开另一个接触器。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种高压交流断路器，包括：电压对比单元、信号放大器、智能控制单元、开关控制单元和采集单元；所述开关控制单元在高压交流主回路上与所述采集单元并联，采集单元采集电压高低信号并传到所述电压对比单元，所述信号放大器将所述电压对比单元的输出信号放大后输出给所述智能控制单元，所述智能控制单元用于控制所述开关控制单元。本申请的技术方案能够通过单向二极管分担和限制接触器投切电流，放宽了电压零点投切的条件，避免交流投切时的过电压和涌流现象，稳定地控制电压，同时又不会引起过电压和电路复杂的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种高压交流断路器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种高压交流断路器的结构示意图。
图示说明：
其中，1-电压对比单元；2-信号放大器；3-智能控制单元；4-开关控制单元；5-采集单元；41-接触器；42-单向二极管；51-电压互感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本申请实施例提供的一种高压交流断路器的结构示意图，参见图1，该断路器包括：电压对比单元1、信号放大器2、智能控制单元3、开关控制单元4和采集单元5；所述开关控制单元4在高压交流主回路上与所述采集单元5并联，采集单元5采集电压高低信号并传到所述电压对比单元1，所述信号放大器2将所述电压对比单元1的输出信号放大后输出给所述智能控制单元3，所述智能控制单元3用于控制所述开关控制单元4。
参见图1，所述开关控制单元4包括两个接触器41和两个单向二极管42，其中，一个接触器41与一个单向二极管42并联为一组开关单元，两组开关单元串联后组成所述开关控制单元4。串联后的两个单向二极管42导通方向相反。
在如图1所示的高压交流断路器中，所述电压对比单元1的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元3根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管42的导通方向是否相同，如果相同，则所述智能控制单元3控制首先闭合或者断开与所述单向二极管42一组的接触器41，然后继续闭合或者断开另一个接触器41。
参见图1，所述采集单元5包括两个电压互感器51，将两个电压互感器51再分为第一端511、第二端512、第三端513和第四端514。采用串联实现时闭合和断开方式如下：
a、闭合：闭合前接触器41都处于断开状态，闭合指令通过智能控制单元3下达并由智能控制单元3执行闭合程序，电压互感器的第三端513和第四端514采集电压信号并送至电压对比单元1，电压互感器第三端513采集电压大于第四端514时输出为正，第三端513采集电压小于第四端514时输出为负，第三端513采集电压等于第四端514时输出为0，电压对比单元1的输出经信号放大器2送至智能控制单元3，智能控制单元3根据输入信号判断主回路电压方向，在同一个电压周期内，当电压方向与单向二极管导通方向相同时，控制闭合与相应二极管并联的接触器，第一个接触器闭合时，主回路处于断路状态，第二个接触器闭合时，主回路已经处于导通状态；
b、断开：断开指令下达后，在同一个电压周期内，当电压方向与单向二极管导通方向相同时，控制断开与相应二极管并联的接触器，第一个接触器断开时，主回路处于导通状态，第二个接触器断开时时，主回路已经处于断开状态。
图2为本申请实施例提供的另一种高压交流断路器的结构示意图，参见图2，所述开关控制单元4包括两个接触器41和两个单向二极管42，其中，一个接触器41与一个单向二极管42串联为一组开关单元，两组开关单元并联后组成所述开关控制单元4。
参见图2，两个单向二极管42的导通方向相反。
在如图2所示的高压交流断路器中，所述电压对比单元1的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元3根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管42的导通方向是否相同，如果不相同，则所述智能控制单元3控制首先闭合或者断开与所述单向二极管42一组的接触器41，然后继续闭合或者断开另一个接触器41。
参见图2，所述采集单元5包括两个电压互感器51，将两个电压互感器51再分为第一端511、第二端512、第三端513和第四端514。如图2所示，采用桥接实现时闭合和断开方式如下：
a、闭合：闭合前接触器41处于断开状态，闭合指令通过智能控制单元3下达并由智能控制单元3执行闭合程序，电压互感器的第三端513和第四端514采集电压信号并送至电压对比单元1，电压互感器第三端513采集电压大于第四端514时输出为正，第三端513采集电压小于第四端514时输出为负，第三端513采集电压等于第四端514时输出为0，电压对比单元1的输出经信号放大器2送至智能控制单元3，智能控制单元3根据输入信号判断主回路电压方向，在同一个电压周期内，当电压方向与单向二极管导通方向相反时，控制闭合与相应二极管串联的接触器，第一个接触器闭合时，主回路处于断路状态，第二个接触器闭合时，主回路已经处于导通状态；
b、断开：断开指令下达后，在同一个电压周期内，当电压方向与单向二极管导通方向相反时，控制断开与相应二极管串联的接触器，第一个接触器断开时，主回路处于导通状态，第二个接触器断开时时，主回路已经处于断开状态。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种高压交流断路器，包括：电压对比单元1、信号放大器2、智能控制单元3、开关控制单元4和采集单元5；开关控制单元4在高压交流主回路上与采集单元5并联，采集单元5采集电压高低信号并传到电压对比单元1，信号放大器2将电压对比单元1的输出信号放大后输出给智能控制单元3，智能控制单元3用于控制开关控制单元4。本申请的技术方案能够通过单向二极管分担和限制接触器投切电流，放宽了电压零点投切的条件，避免交流投切时的过电压和涌流现象，稳定地控制电压，同时又不会引起过电压和电路复杂的情况。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种高压交流断路器，其特征在于，包括：电压对比单元(1)、信号放大器(2)、智能控制单元(3)、开关控制单元(4)和采集单元(5)；所述开关控制单元(4)在高压交流主回路上与所述采集单元(5)并联，采集单元(5)采集电压高低信号并传到所述电压对比单元(1)，所述信号放大器(2)将所述电压对比单元(1)的输出信号放大后输出给所述智能控制单元(3)，所述智能控制单元(3)用于控制所述开关控制单元(4)；
所述开关控制单元(4)包括两个接触器(41)和两个单向二极管(42)，其中，一个接触器(41)与一个单向二极管(42)并联为一组开关单元，两组开关单元串联后组成所述开关控制单元(4)；
或者，
所述开关控制单元(4)包括两个接触器(41)和两个单向二极管(42)，其中，一个接触器(41)与一个单向二极管(42)串联为一组开关单元，两组开关单元并联后组成所述开关控制单元(4)；
所述采集单元(5)包括两个电压互感器(51)；两个单向二极管(42)的导通方向相反。
2.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述电压对比单元(1)的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元(3)根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管(42)的导通方向是否相同，如果相同，则所述智能控制单元(3)控制首先闭合或者断开与所述单向二极管(42)一组的接触器(41)，然后继续闭合或者断开另一个接触器(41)。
3.根据权利要求1所述的断路器，其特征在于，所述电压对比单元(1)的输出信号包括正、负和0三种情况，所述智能控制单元(3)根据放大后的所述输出信号判断电压与所述单向二极管(42)的导通方向是否相同，如果不相同，则所述智能控制单元(3)控制首先闭合或者断开与所述单向二极管(42)一组的接触器(41)，然后继续闭合或者断开另一个接触器(41)。
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