CN205829173U - 无功补偿电路及无功补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无功补偿电路及无功补偿装置，以解决现有技术的无功补偿电路采用可控硅元件时其过电流承受能力差、安全稳定性差、易击穿损坏的技术问题。所述无功补偿电路包括：电容器；用于投切电容器的投切开关，投切开关与电容器串联，投切开关包括并联的电磁继电器、磁保持继电器，电磁继电器为常开状态，磁保持继电器为常闭状态；控制器，与电磁继电器、磁保持继电器分别连接；当控制器输出正向驱动电流时，电磁继电器先于磁保持继电器闭合，电容器接入电路；当控制器停止输出正向驱动电流时，电磁继电器断开，磁保持继电器保持闭合状态，电容器保持接入电路状态；当控制器输出反向驱动电流时，磁保持继电器断开，电容器与电路断开。

Description

无功补偿电路及无功补偿装置

技术领域

本实用新型涉及节能技术领域，尤其是涉及一种无功补偿电路及无功补偿装置。

背景技术

目前，无功功率补偿装置是农网领域及其他领域的常用技术，通过投切开关实现无功功率补偿的功能，在无功功率补偿流程中，电容器投切的瞬间容易产生涌流，作为承载这些大电流的开关必须具有一定的载流能力。在低压无功补偿领域，应用较广泛的是可控硅与磁保持继电器的复合开关模式，复合开关选用晶闸管开关，晶闸管开关与磁保持开关并联运行，其在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有磁保持开关零功耗的优点。复合开关具有无冲击、低功耗、高寿命等显著优点，可替代接触器或晶闸管开关。

然而，复合开关中所使用的可控硅元件对电压变化率非常敏感，对过电流的承受能力有限，存在击穿隐患，安全稳定性差，尤其是在谐波稍大的情况下，可控硅元件极易损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无功补偿电路，以解决现有技术中存在的无功补偿电路采用可控硅元件时其过电流承受能力差、安全稳定性差、易击穿损坏的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一种无功补偿电路，包括：

电容器；

用于投切所述电容器的投切开关，所述投切开关与所述电容器串联，所述投切开关包括并联的电磁继电器、磁保持继电器，所述电磁继电器为常开状态，所述磁保持继电器为常闭状态；

控制器，与所述电磁继电器、磁保持继电器分别连接；

当所述控制器输出正向驱动电流时，所述电磁继电器先于所述磁保持继电器闭合，所述电容器接入电路；当所述控制器停止输出正向驱动电流时，所述电磁继电器断开，所述磁保持继电器保持闭合状态，所述电容器保持接入电路状态；

当所述控制器输出反向驱动电流时，所述电磁继电器先闭合，所述磁保持继电器后断开，所述电容器依旧保持接入电路状态；当所述控制器停止输出反向驱动电流时，所述电磁继电器断开，所述电容器与电路断开。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电磁继电器的触头为耐烧蚀合金触头。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁保持继电器的触头为低导通率触头。

本实用新型提供的无功补偿电路，包括电容器、用于投切所述电容器的投切开关及控制器，投切开关与电容器串联，投切开关包括并联的电磁继电器、磁保持继电器，使用中，电磁继电器的触点为常开状态，磁保持继电器的触点为常闭状态，控制器与电磁继电器、磁保持继电器分别连接，并且，该无功补偿电路与主电路并联。

若使用者需要电容器接入主电路中，则接通主电路，启动控制器，使控制器向电磁继电器和磁保持继电器输出正向驱动电流，此时，电 磁继电器和磁保持继电器的线圈均为带电状态，由于磁保持继电器的动作时间长于电磁继电器的动作时间，因此，电磁继电器先于磁保持继电器闭合，则电容器并联接入电路，磁保持继电器后于电磁继电器闭合；接着，当电磁继电器和磁保持继电器均为闭合状态后，使控制器停止输出正向驱动电流，电磁继电器和磁保持继电器中的正向驱动电流消失，此时，电磁继电器断开，由于磁保持继电器的触点依靠永久磁铁吸合而闭合，因此，磁保持继电器不会因为正向驱动电流的消失而断开，其依旧保持闭合状态，则电容器依旧保持接入电路状态，上述过程使电容器与主电路保持持久导通。

若使用者需要电容器退出主电路，则使控制器向电磁继电器和磁保持继电器输出反向驱动电流，电磁继电器和磁保持继电器在反向驱动电流的作用下，电磁继电器先闭合，磁保持继电器后断开，电容器依旧保持接入电路状态；接着，当电磁继电器处于闭合状态且磁保持继电器处于断开状态时，使控制器停止输出反向驱动电流，电磁继电器断开，此时，电磁继电器和磁保持继电器均断开，电容器与主电路断开，完成一次投切操作。

现有技术中，在低压无功补偿领域，应用较广泛的是可控硅与磁保持继电器的复合开关模式，复合开关选用晶闸管开关，晶闸管开关与磁保持开关并联运行，复合开关中所使用的可控硅元件对电压变化率非常敏感，对过电流的承受能力有限，存在击穿隐患，安全稳定性差，尤其是在谐波稍大的情况下，可控硅元件极易损坏。相比于现有技术，本实用新型提供的无功补偿电路，将电磁继电器与磁保持继电器以并联的形式结合起来，巧妙利用磁保持继电器依靠永久性磁铁的吸合而闭合的特点，提高其过流承载能力及安全稳定性，并且，其成本较低。

本实用新型的另一目的在于提供一种无功补偿装置，包括如上所 述的无功补偿电路；还包括电源输入端，用于接入电源主电路，所述电源输入端与所述无功补偿电路连接。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括信号输入端，用于接入信号主电路，所述信号输入端与所述无功补偿电路连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述无功补偿电路为多个，多个所述无功补偿电路并联。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电容器为多个。

进一步地，所述投切开关与所述电容器的数量相同，所述电容器与所述投切开关一一对应连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电容器为6个、12个、18个、24个、30个或36个，所述电容器并联在两相之间或相与地之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述无功补偿装置还包括通讯接口，用于实现所述无功补偿装置的多台级联。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通讯接口为RS485通讯接口。

本实用新型提供的无功补偿装置，包括如上所述的无功补偿电路，即将上述无功补偿电路装入该装置中，使该装置具有该无功补偿电路的优势，因此，本实用新型提供的无功补偿装置相比于现有技术的有益效果，同于上述无功补偿电路的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的无功补偿电路图。

附图标记：

C-电容器；

K1-电磁继电器；

K2-磁保持继电器；

CK-控制器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以 具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的无功补偿电路图。

参照图1所示，本实施例提供的无功补偿电路，包括：

电容器C；

用于投切所述电容器C的投切开关，所述投切开关与所述电容器C串联，所述投切开关包括并联的电磁继电器K1、磁保持继电器K2，所述电磁继电器K1为常开状态，所述磁保持继电器K2为常闭状态；

控制器CK，与所述电磁继电器K1、磁保持继电器K2分别连接；

当所述控制器CK输出正向驱动电流时，所述电磁继电器K1先于所述磁保持继电器K2闭合，所述电容器C接入电路；当所述控制器CK停止输出正向驱动电流时，所述电磁继电器K1断开，所述磁保持继电器K2保持闭合状态，所述电容器C保持接入电路状态；

当所述控制器CK输出反向驱动电流时，所述磁保持继电器K2断开，所述电容器C与电路断开。

本实用新型提供的无功补偿电路，包括电容器、用于投切所述电容器的投切开关及控制器，投切开关与电容器串联，投切开关包括并联的电磁继电器、磁保持继电器，使用中，电磁继电器的触点为常开状态，磁保持继电器的触点为常闭状态，控制器与电磁继电器、磁保持继电器分别连接，并且，该无功补偿电路与主电路并联。

若使用者需要电容器接入主电路中，则接通主电路，启动控制器，使控制器向电磁继电器和磁保持继电器输出正向驱动电流，此时，电磁继电器和磁保持继电器的线圈均为带电状态，由于磁保持继电器的动作时间长于电磁继电器的动作时间，因此，电磁继电器先于磁保持继电器闭合，则电容器并联接入电路，磁保持继电器后于电磁继电器闭合；接着，当电磁继电器和磁保持继电器均为闭合状态后，使控制器停止输出正向驱动电流，电磁继电器和磁保持继电器中的正向驱动 电流消失，此时，电磁继电器断开，由于磁保持继电器的触点依靠永久磁铁吸合而闭合，因此，磁保持继电器不会因为正向驱动电流的消失而断开，其依旧保持闭合状态，则电容器依旧保持接入电路状态，上述过程使电容器与主电路保持持久导通。

若使用者需要电容器退出主电路，则使控制器向电磁继电器和磁保持继电器输出反向驱动电流，电磁继电器和磁保持继电器在反向驱动电流的作用下，电磁继电器先闭合，磁保持继电器后断开，电容器依旧保持接入电路状态；接着，当电磁继电器处于闭合状态且磁保持继电器处于断开状态时，使控制器停止输出反向驱动电流，电磁继电器断开，此时，电磁继电器和磁保持继电器均断开，电容器与主电路断开，完成一次投切操作。

现有技术中，在低压无功补偿领域，应用较广泛的是可控硅与磁保持继电器的复合开关模式，复合开关选用晶闸管开关，晶闸管开关与磁保持开关并联运行，复合开关中所使用的可控硅元件对电压变化率非常敏感，对过电流的承受能力有限，存在击穿隐患，安全稳定性差，尤其是在谐波稍大的情况下，可控硅元件极易损坏。相比于现有技术，本实用新型提供的无功补偿电路，将电磁继电器与磁保持继电器以并联的形式结合起来，巧妙利用磁保持继电器依靠永久性磁铁的吸合而闭合的特点，提高其过流承载能力及安全稳定性，并且，其成本较低。

需要说明的是，磁保持继电器是近年市场上出现的一种新型继电器，也是一种自动开关，与其他电磁继电器的而功能相同，磁保持继电器对电路起着自动接通及切断的作用。所不同的是，磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成的，较普通的继电器而言，具有省电、性能稳定高、体积小、承载能力大等优势。

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，其实际是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种自动开关。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点释放。这样吸合、释放，从而达到在电路中的导通、切断的目的。

基于上述无功补偿电路，优选地，所述电磁继电器的触头选为耐烧蚀合金触头，耐烧蚀合金触头具有躲避继电器合闸时产生的电弧的作用，且其体积小、功率大、可靠性高及贵金属用量少，可降低使用成本。

进一步地，所述磁保持继电器的触头优选为低导通率触头，降低其热度。

本实用新型的另一目的在于提供一种无功补偿装置，包括如上所述的无功补偿电路；还包括电源输入端，用于接入电源主电路，所述电源输入端与所述无功补偿电路连接，以便接通主电路。进一步地，所述无功补偿装置还包括信号输入端，用于接入信号主电路，所述信号输入端与所述无功补偿电路连接。优选地，所述无功补偿装置还包括通讯接口，用于实现所述无功补偿装置的多台级联，所述通讯接口可优选为RS485通讯接口。

基于上述无功补偿装置，设置所述无功补偿电路为多个，多个所述无功补偿电路并联。具体地，所述电容器为多个，所述投切开关与所述电容器的数量相同，所述电容器与所述投切开关一一对应连接。

优选地，所述电容器为6个、12个、18个、24个、30个或36个，所述电容器并联在两相之间或相与地之间。

相比于现有技术中不具有通用性的36级的一体式无功补偿装置，本实施例提供的无功补偿装置具有5种可选规格，满足多种使用者的使用要求，使该无功自动补偿单元具有通用性，扩大无功补偿单元的适用范围，降低能耗。

本实用新型提供的无功补偿装置，包括如上所述的无功补偿电路，即将上述无功补偿电路装入该装置中，使该装置具有该无功补偿电路的优势，因此，本实用新型提供的无功补偿装置相比于现有技术的有益效果，同于上述无功补偿电路的有益效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种无功补偿电路，其特征在于，包括：

电容器；

用于投切所述电容器的投切开关，所述投切开关与所述电容器串联，所述投切开关包括并联的电磁继电器、磁保持继电器，所述电磁继电器为常开状态，所述磁保持继电器为常闭状态；

控制器，与所述电磁继电器、磁保持继电器分别连接；

当所述控制器输出正向驱动电流时，所述电磁继电器先于所述磁保持继电器闭合，所述电容器接入电路；当所述控制器停止输出正向驱动电流时，所述电磁继电器断开，所述磁保持继电器保持闭合状态，所述电容器保持接入电路状态；

当所述控制器输出反向驱动电流时，所述电磁继电器先闭合，所述磁保持继电器后断开，所述电容器依旧保持接入电路状态；当所述控制器停止输出反向驱动电流时，所述电磁继电器断开，所述电容器与电路断开。

2.根据权利要求1所述的无功补偿电路，其特征在于，所述电磁继电器的触头为耐烧蚀合金触头。

3.根据权利要求2所述的无功补偿电路，其特征在于，所述磁保持继电器的触头为低导通率触头。

4.一种无功补偿装置，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的无功补偿电路；

还包括电源输入端，用于接入电源主电路，所述电源输入端与所述无功补偿电路连接。

5.根据权利要求4所述的无功补偿装置，其特征在于，还包括信号输入端，用于接入信号主电路，所述信号输入端与所述无功补偿 电路连接。

6.根据权利要求5所述的无功补偿装置，其特征在于，所述无功补偿电路为多个，多个所述无功补偿电路并联。

7.根据权利要求6所述的无功补偿装置，其特征在于，所述电容器为多个；

所述投切开关与所述电容器的数量相同，所述电容器与所述投切开关一一对应连接。

8.根据权利要求7所述的无功补偿装置，其特征在于，所述电容器为6个、12个、18个、24个、30个或36个，所述电容器并联在两相之间或相与地之间。

9.根据权利要求8所述的无功补偿装置，其特征在于，还包括通讯接口，用于实现所述无功补偿装置的多台级联。

10.根据权利要求9所述的无功补偿装置，其特征在于，所述通讯接口为RS485通讯接口。