CN201994680U - 高压电容器组无损智能投切装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统、脉冲触发系统、星型连接的电容器组、与电容器组中各个电容器对应连接的控制开关和投切装置。控制系统负责采集电网的系统电压和电流，并对电容器的残留电压进行实时检测，投切装置为晶闸管，晶闸管接受脉冲触发系统发出的脉冲触发信号实现自动闭合。其结构采用先进的残压实时检测技术和晶闸管两端电压实时比较技术，在晶闸管两端电压为零时控制晶闸管导通，投入电容器时无涌流，无操作过电压，无暂态过程，操控简单、响应快捷。

Description

高压电容器组无损智能投切装置

技术领域

本实用新型涉及一种高压电容器组无损智能投切装置，属于电路传送设备领域。

背景技术

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新方向。其中，在电力传送时，为实现系统无功补偿，减少损耗，在供电网络中通常会接入数量庞大的高压电容器组，此类高压电容器组通过有触点的机械开关，控制电容器组的投切，采取限流电抗器与电容器组串联运行的方式来限制产生的涌流。但是这种控制方式存在诸多缺陷：

1、触点机械开关的寿命有限，对电容器组频繁操作控制受限。

2、会产生操作过电流和操作过电压，对电容器组的损伤有累加效应，大大缩短了电容器组的使用寿命，也有可能直接造成电容器组损坏。同时，操作过电压对其他电网设备也会产生不良影响。

3、涌流和操作过电压的存在，会加速缩短机械开关的使用寿命。

4、不能保证每次操作时人员和设备的安全，给安全生产带来隐患。

如何解决这些问题，就成为本实用新型的主要目的。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点和不足，本实用新型旨在提供一种可频繁投切并且投切中电容器组无损伤的高压电容器组无损智能投切装置，以保证电力传送过程的安全、可靠、有效进行。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统、脉冲触发系统、星型连接的电容器组、与电容器组中各个电容器对应连接的机械式馈出开关和投切装置。

控制系统负责采集电网的系统电压和电流，并对电容器的残留电压进行实时检测。

脉冲触发系统接受控制系统的控制，对投切装置发出脉冲触发信号。

星型连接的电容器组连接在电网上。

机械式馈出开关对应连接在电容器组中各个电容器与电网的连接通路上。

投切装置为晶闸管，晶闸管对应连接在各个电容器的连接回路上或对应连接在各个电容器与机械式馈出开关之间的连接通路上。

机械式馈出开关也可为电子开关，电子开关为真空断路器，真空断路器接受脉冲触发系统的控制。

控制系统为单片机。

投切装置还包括与每个晶闸管对应连接的真空接触器，真空接触器与晶闸管相并联。本实用新型所述的高压电容器组无损智能投切装置，采用先进的残压实时检测技术和晶闸管两端电压实时比较技术，在晶闸管两端电压为零时控制晶闸管导通，投入电容器时无涌流，无操作过电压，无暂态过程，断开时电流过零关断，无重燃过电压，响应时间快，合-断-合时间小于60ms。

具体优点在于：

1、无缝接入系统，实时监测，自动投切，不改变原有的保护系统，不改变原有的操作模式。

2、无缝接入无功自动化控制系统。

3、电容器组残压对投切无影响。

4、采用先进触发技术，解决干扰问题，保证了触发脉冲的同步和精度。

5、采用晶闸管控制电容器投切，实现过零投切，延长设备的寿命。

6、电容器组投切过程中无涌流、无操作过电压、无电弧重燃现象。

7、能耗小，稳态运行功耗和普通机械开关柜相同。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为本实用新型的结构示意图二；

图3为本实用新型的结构示意图三。

具体实施方式

本实用新型所述的高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统、脉冲触发系统、星型连接的电容器组、与电容器组中各个电容器对应连接的控制开关和投切装置。

其中，控制系统为一个单片机，单片机负责采集电网的系统电压和电流，并对电容器中的残留电压进行实时检测，通过检测到的系统电压和电流数值与残留电压进行比较，确定出是否导通投切装置，实现无功补偿。

电容器组以星型连接的方式连接在电网上，电容器组数量的多少可根据实际情况而定，电容器组的数量越多，补偿效果越好。

控制开关对应连接在电容器组中各个电容器与电网的连接通路上，控制开关可以为机械式馈出开关，也可以为电子开关，机械式馈出开关需要手动开关、闭合。电子开关选用真空断路器，真空断路器接受脉冲触发系统的控制可实现自动开关、闭合。

脉冲触发系统连接在单片机与投切装置之间，负责接收单片机的控制信号，并对投切装置发出相应地脉冲触发信号，实现投切装置的自动导通或断开。如控制开关采用的是电子开关，脉冲触发系统还负责接收单片机的控制信号，对电子开关进行自动闭合控制。

投切装置为晶闸管，晶闸管对应连接在各个电容器的连接回路上，或者对应连接在各个电容器与控制开关之间的连接通路上。为保证补偿效果，防止过电压等的影响，在投切装置的每个晶闸管上还可对应连接真空接触器，真空接触器与晶闸管相并联，利用真空接触器实现长时间导通状态下的无损耗连通。

实施例1

如图1所示，高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统1、脉冲触发系统6、星型连接的电容器组3、与电容器组3中各个电容器对应连接的机械式馈出开关2和投切装置。其中，机械式馈出开关2对应连接在电容器组3中各个电容器与电网的连接通路上。投切装置对应连接在各个电容器的连接回路上。投切装置包括晶闸管4和真空接触器5，晶闸管4和真空接触器5相并联，并且一一对应。

工作中，闭合机械式馈出开关2，高压电容器组无损智能投切装置处于工作状态，其中，控制系统1不断对系统电压和系统电流进行检测，同时对电容器两端残留电压也进行检测，当控制系统1检测到电容器上的残留电压与供电系统的供电电压大小相等、方向相同时，控制系统1计算出需补偿的容性电流值，对脉冲触发系统6发出控制信号，脉冲触发系统6发出触发信号使相应地晶闸管4自动导通，接着，真空接触器5自动闭合，电容器组3的供电回路形成，此时，晶闸管4自动断开，合闸过程完成。

当无功补偿完成，需要断开时，控制系统1会自动发出控制指令，通过脉冲触发系统6控制晶闸管4闭合，接着，真空接触器5自动断开，真空接触器5断开后，晶闸管4断开，最后，关闭机械式馈出开关2，分闸过程完成。

实施例2

如图2所示，高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统1、脉冲触发系统6、星型连接的电容器组3、与电容器组3中各个电容器对应连接的电子开关和投切装置。其中，电子开关为真空断路器7，真空断路器7对应连接在电容器组3中各个电容器与电网的连接通路上。投切装置对应连接在各个电容器与真空断路器7之间的连接通路上。投切装置包括晶闸管4和真空接触器5，晶闸管4和真空接触器5相并联，并且一一对应。

其具体工作过程与实施例1基本相同，在此不再赘述，只是真空断路器7可以自动接收脉冲触发系统6的控制信号，实现自动控制下的开关、闭合，保证了操控的方便性和灵活性。

实施例3

如图3所示，高压电容器组无损智能投切装置，包括控制系统1、脉冲触发系统6、星型连接的电容器组3、与电容器组3中各个电容器对应连接的机械式馈出开关2和投切装置。其中，机械式馈出开关2对应连接在电容器组3中各个电容器与电网的连接通路上。投切装置为晶闸管4，晶闸管4对应连接在各个电容器的连接回路上。

其具体工作过程与实施例1基本相同，只是无功补偿电路的投切，是通过单独控制晶闸管4的闭合直接实现，不再需要通过真空接触器进行长时间的连通，特别适合在负荷频繁波动的场合使用。

Claims (4)

1.高压电容器组无损智能投切装置，其特征在于，包括控制系统、脉冲触发系统、星型连接的电容器组、与电容器组中各个电容器对应连接的机械式馈出开关和投切装置；

所述控制系统负责采集电网的系统电压和电流，并对电容器的残留电压进行实时检测；

所述脉冲触发系统接受控制系统的控制，对投切装置发出脉冲触发信号；

所述星型连接的电容器组连接在电网上；

所述机械式馈出开关对应连接在电容器组中各个电容器与电网的连接通路上；

所述投切装置为晶闸管，晶闸管对应连接在各个电容器的连接回路上或对应连接在各个电容器与机械式馈出开关之间的连接通路上。

2.根据权利要求1所述的高压电容器组无损智能投切装置，其特征在于，所述机械式馈出开关也可为电子开关，所述电子开关为真空断路器，真空断路器接受脉冲触发系统的控制。

3.根据权利要求1所述的高压电容器组无损智能投切装置，其特征在于，所述控制系统为单片机。

4.根据权利要求1、2或3所述的高压电容器组无损智能投切装置，其特征在于，所述投切装置还包括与每个晶闸管对应连接的真空接触器，真空接触器与晶闸管相并联。

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