用于變電站無功補償的復合式電容器投切開關的制作方法

本實用新型涉及用于變電站無功補償的電容器投切開關，特別涉及10千伏變電站電容器的投切開關，具體為用于變電站無功補償的復合式電容器投切開關。

背景技術：

目前，變電站投切電容器主要采用真空斷路器，真空斷路器具有體積小、滅弧性能好、壽命長、維護量小、使用安全等優(yōu)點，在電網中廣泛使用。在并聯(lián)電容器補償裝置中基本采用真空斷路器來投切電容器組。但電容器不同于其他負載，開斷電容器組等容性負載時，由于電容器存在殘余充電電荷，在斷路器斷口會出現(xiàn)含直流分量的較高恢復過電壓。真空斷路器投切電容器組的大量試驗研究表明，真空斷路器存在弧后延時重擊穿并能高頻熄弧的特殊現(xiàn)象，即重燃現(xiàn)象。重燃會產生高幅值的重燃過電壓，特別是多次重燃或多相重燃，其過電壓嚴重威脅并補裝置和系統(tǒng)安全，另一方面，為了保證10千伏母線電壓在合格范圍內，自動電壓控制（AVC）系統(tǒng)會動態(tài)頻繁投切電容器組，而真空斷路器在投切電容器組時，由于存在上述問題，不宜進行頻繁快速操作。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決采用真空斷路器投切電容器存在的問題，提供一種用于變電站無功補償的復合式電容器投切開關。

本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的：用于變電站無功補償的復合式電容器投切開關，包括可控硅組、主接觸器、輔接觸器、采樣電流互感器CT、采樣電阻、過零檢測模塊，其中可控硅組由十九個串接的可控硅及與每個可控硅對應的觸發(fā)控制模塊構成，可控硅組、采樣電流互感器CT的一次邊、輔接觸器J2相互串接后，再分別并聯(lián)于A、C相的主接觸器J1的兩端，采樣電流互感器CT的二次邊與過零檢測模塊的輸入端連接，A、C相的主接觸器分別對應一個采樣電阻，采樣電阻的一端與對應相的主接觸器J1的（供電）一端（另一端為負載端）相連、另一端與過零檢測模塊的輸入端相連。

該投切開關使用時，需配置一個控制器，該控制器可根據輸入的投切指令，控制輔接觸器的開閉，并根據過零檢測模塊輸出信號控制可控硅組的通斷和主接觸器的開閉。該控制器的結構是本領域技術人員容易實現(xiàn)的。

該投切開關的具體工作過程為：配置的控制器收到合閘指令時，首先使A相和C相的輔接觸器閉合，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，輸出相應的控制信號，配置的控制器在該控制信號的控制下通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發(fā)信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向配置的控制器發(fā)出信號，配置的控制器使A相和C相主接觸器閉合，然后，通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊斷開A相和C相可控硅組，再斷開A相和C相輔接觸器，完成合閘過程，即完成電容器的投入。

配置的控制器收到分閘指令時，首先使A相和C相的輔接觸器閉合，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，輸出相應的控制信號，配置的控制器在該控制信號的控制下通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發(fā)信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向配置的控制器發(fā)出信號，配置的控制器使A相和C相主接觸器閉合，然后，通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊斷開A相和C相可控硅組，再斷開A相和C相輔接觸器，完成分閘過程，即完成電容器的切出。

本實用新型可有效避免現(xiàn)有的變電站真空斷路器投切電容器組時易發(fā)生過電壓、真空斷路器爆炸損壞、電容器爆炸等事故的發(fā)生，克服了不能實現(xiàn)過零投切、頻繁投切的問題。該裝置通過充分利用晶閘管與交流接觸器的優(yōu)點，既實現(xiàn)了開關過零投切的問題，又能實現(xiàn)開關的快速無電弧頻繁投切，可控硅組無需加裝散熱系統(tǒng)，整個開關裝置機械和電氣性能良好，相比傳統(tǒng)真空斷路器，完全滿足AVC系統(tǒng)實時動態(tài)快速頻繁投切的要求，可以有效保證母線電壓運行在合格范圍內。

附圖說明

圖1為本實用新型所述投切開關的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述投切開關局部結構示意圖。

具體實施方式

用于變電站無功補償的復合式電容器投切開關，包括可控硅組、主接觸器、輔接觸器、采樣電流互感器CT、采樣電阻、過零檢測模塊，其中可控硅組由十九個串接的可控硅及與每個可控硅對應的觸發(fā)控制模塊構成，可控硅組、采樣電流互感器CT的一次邊、輔接觸器J2相互串接后，再分別并聯(lián)于A、C相的主接觸器J1的兩端，采樣電流互感器CT的二次邊與過零檢測模塊的輸入端連接，A、C相的主接觸器分別對應一個采樣電阻，采樣電阻的一端與主對應相的接觸器J1的（供電）一端（另一端為負載端）相連、另一端與過零檢測模塊的輸入端相連。具體實施時，采樣電阻的阻值為10M。

本具體實施方式給出了該投切開關使用時需配置的控制器的一種具體結構。該控制器包括主控模塊，主控模塊的輸入端與投切開關中的過零檢測模塊的輸出端相連，主控模塊的輸入端還連接有AVC接口模塊和/或投切指令模塊，主控模塊的輸出端與各可控硅的觸發(fā)控制模塊相連，主控模塊的輸出端還連接有主、輔接觸器驅動模塊。具體實施時，主控模塊的輸入端還連接有外部通訊模塊，以實現(xiàn)電網調度AVC主站對裝置的遠方遙控分合閘，達到區(qū)域無功電壓聯(lián)動調整的目的。該控制器利用單片機（主控模塊）的實時檢測分析功能，實現(xiàn)了對電容器投切開關的晶閘管和各接觸器之間的邏輯控制及對晶閘管和主輔接觸器的分合閘時隙的精準控制，通過主控模塊內部保護算法，有效防止了晶閘管非過零觸發(fā)及觸發(fā)導通時間過長的問題，達到保護晶閘管免于損壞，延長晶閘管使用壽命的目的，通過裝置強大的外部通訊接口功能，可以實現(xiàn)電網調度AVC主站對投切開關裝置的遠方遙控分合閘，達到區(qū)域無功電壓聯(lián)動調整的目的。

控制器的主控模塊通過AVC接口模塊（自動）或投切指令模塊（手動）收到合閘指令時，首先通過輔接觸器驅動模塊驅動輔接觸器，從而同時合上A相和C相的輔接觸器，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，主控模塊通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發(fā)信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向主控模塊發(fā)出信號，主控模塊通過主接觸器驅動模塊立即合上A相和C相主接觸器，然后，通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊斷開A相和C相可控硅組，通過輔接觸器驅動模塊斷開A相和C相輔接觸器，完成合閘過程，即完成電容器的投入。

控制器的主控模塊通過AVC接口模塊（自動）或投切指令模塊（手動）收到分閘指令時，首先通過輔接觸器驅動模塊驅動輔接觸器，從而同時合上A相和C相的輔接觸器，采樣電阻為過零檢測模塊提供采樣電壓，當過零檢測模塊檢測到電壓過零時刻，主控模塊通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊，向A相和C相可控硅組的各可控硅同時送觸發(fā)信號，使A相和C相可控硅組合閘，過零檢測模塊通過采樣電流互感器CT和采樣電阻檢測到兩相可控硅組合閘成功后，向主控模塊發(fā)出信號，主控模塊通過主接觸器驅動模塊立即斷開A相和C相主接觸器，然后，通過各可控硅的觸發(fā)控制模塊斷開A相和C相可控硅組，通過輔接觸器驅動模塊斷開A相和C相輔接觸器，完成分閘過程，即完成電容器的切出。