CN201898340U - 动态复合开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动无功补偿装置的复合开关。该复合开关包括并联连接的可控硅元件和磁保持继电器，还包括顺序连接的信号输入接口、控制电路和开关电路，该信号输入接口接收控制信号并发送至控制电路，该控制电路包括主控制芯片，该主控制芯片接收由所述信号输入接口输入的控制信号，该主控制芯片经一驱动芯片与开关电路相连，向开关电路发出控制指令，该可控硅元件和磁保持继电器受所述控制电路控制断开或闭合。该复合开关成本低廉、质量、可靠耐用，延长了可控硅元件的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种复合开关，特别一种专用的自动无功补偿装置的动态复合开关。
背景技术
现有技术中，装在低压无功补偿装置中投与切执行元件可概括地分为两种：静态补偿(交流接触器)和动态补偿(晶闸管)，在实际应用中各自存在优缺点。
静态补偿采用交流接触器作为并联电容器的投切开关，其缺点是：投入电容器时产生倍数较高的涌流，容易在接触器的触点处产生火花，烧损触头；切断电容器时，容易粘住触头，造成拉不开，涌流过大对电容器本身不利。因此，在使用时，每组电容器加装串联小电抗器，用以抑制涌流。
动态补偿是指采用晶闸管(可控硅)工作于全开通或全关断两种极限状态，用以代替交流接触器，称作交流开关。这种可控硅交流开关依靠智能型自动补偿控制器发出信号，再经触发信号指令其在零电压投入，零电流撤出。其优点是过零出发、动作快、可大幅度地限制电容器合闸涌流。其缺点在于，采用可控硅开关电路补偿的造价高，晶闸管开关电路在运行时有较大压降，运行中的电能损耗和发热问题不可忽视。过高温使得可控硅损坏易受温度及辐射的影响，参数稳定性较差，对瞬变干扰比较敏感，造成可控硅元件和补偿电容极易损坏，影响产品的投入使用。
实用新型内容
为克服现有技术中的缺点与不足，本实用新型在现有技术的基础上，提供了一种专用的自动无功补偿装置的复合开关。该复合开关将可控硅元件和磁保持继电器在一定时序配合下进行有序工作。
本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现的：
动态复合开关，其特征在于：包括并联连接的可控硅元件和磁保持继电器，还包括顺序连接的信号输入接口、控制电路和开关电路，所述信号输入接口接收控制信号并发送至控制电路，所述控制电路包括主控制芯片，所述主控制芯片接收由所述信号输入接口输入的控制信号，所述主控制芯片经一驱动芯片与开关电路相连，向开关电路发出控制指令，所述可控硅元件和磁保持继电器受所述控制电路控制断开或闭合。
进一步，所述控制电路包括触发控制电路、过零控制电路以及光电隔离电路。
进一步，所述开关电路中至少包括一个开关部件。
作为优选，所述开关电路中的开关部件为三个，分别对应三相电路的三个相线。
进一步，所述可控硅元件旁边设有可控硅触发电路。
可控硅元件的优点是过零触发，对补偿电容的冲击力小，投切时间T＜10ms，动作快，缺点是导通时功耗大。磁保持继电器的优点是导通时功耗小，缺点是不能确保过零导通。
本实用新型所述的动态复合开关将可控硅元件与磁保持继电器相结合，既能确保过零触发的导通与切断，对补偿电容器的冲击小，而且导通时功耗小，省掉了无功补偿装置中的散热器和控温元件及风扇的造价，降低了成本。
附图说明
图1是本实用新型动态复合开关的主板电路图。
图2是本实用新型动态复合开关的控制电路图。
具体实施方式
为了能更清晰的理解本实用新型，以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的说明。
请参阅图1和图2，本实用新型所述复合开关的电路图。图中A、B、C相代表电网电源的进入与输出，CS60是每相晶闸管模块，Q1～Q6分别表示三相的晶闸管触发控制电路，D1～D6表示为了避免由冲击和谐波的干扰而设置的保护电路，U1～U6采用MOTOROLA公司生产的MOC3081芯片，用作过零双向可控硅输出光电耦合器，该器件是双列直插六脚封装，用作出发晶闸管，价格低廉，触发电路简单可靠。R4～R19则用于过零触发晶闸管切断与导通。U7～U9采用8023芯片，表示磁保持继电器控制回路，用于控制开关K1～K3。主控制芯片采用单片机STC12C5402，具有成本低、可靠性高、强抗干扰及抗电性。
本实用新型所述的自动无功装置的动态复合开关，可分为三相补偿和单相补偿两种类型。其特点是：在无功补偿装置中，不需要另装放电元件，该产品内置有较完善的放电设置，当切断电容器组后在5秒钟时间内把残存在电容器上的电压与电流降至零位，对保护电容器的使用寿命起到极大的保护作用。因此在电容无功补偿屏、箱体装置内，不需要另装设释放电流指示灯或其他型式放电元件，节约了安装成本和工作量。
本实用新型所述的复合开关的工作过程如下：当需要投入补偿电容器时，自动补偿控制器发出一个控制信号，通知复合开关的主控制芯片使其闭合开关。主控制芯片在接收到该信号后，使得触发元件导通并触发可控硅元件，在交流电压过零处导通，延时少于1秒后给磁保继电器线圈得电，常开主触点闭合，将补偿电容器同时投入运行，延时少于1秒后，可控硅元件截止退出。在复合开关导通的大部分时间内，磁保持继电器主触点带动电容器正常导通运行，而可控硅元件仅在复合开关导通瞬间动作一下，完成后则退出，时间极短，功耗很小，故不需要散热，大大延长了可控硅元件的使用寿命。
当自动无功补偿控制器要撤出某一电路电容器时，给复合开关发出撤出信号，主控制芯片接收撤除信号，即命令可控硅元件导通，延时少于1秒后使磁保持继电器失电，磁保持继电器主触点与补偿电容器断开后，补偿电容器还通过可控硅元件继续工作。延时少于1秒后，主控制芯片输出为0，光耦触发器截止，可控硅元件将在电流过零处与电容器断开，补偿电容器无涌流退出运行。
当电容无功补偿装置中全部电容器已投入运行时，若突然停电，装在补偿装置中的全部可控硅元件也停止工作，此时没有零电流切断，整个容性电流流向接触器主触头切断处，瞬间产生高温电弧将接触器主触头烧焦。为避免上述情况，本实用新型所述复合开关还配合装设暂态储能和延时元件，突然断电时，复合开关可利用暂态储能电源维持短时工作，给接触器延时有序切断，大大减少电弧电流，延长接触器使用寿命。
本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。
Claims (5)
1.动态复合开关，其特征在于：包括并联连接的可控硅元件和磁保持继电器，还包括顺序连接的信号输入接口、控制电路和开关电路，所述信号输入接口接收控制信号并发送至控制电路，所述控制电路包括主控制芯片，所述主控制芯片接收由所述信号输入接口输入的控制信号，所述主控制芯片经一驱动芯片与开关电路相连，向开关电路发出控制指令，所述可控硅元件和磁保持继电器受所述控制电路控制断开或闭合。
2.根据权利要求1所述的动态复合开关，其特征在于：所述控制电路包括触发控制电路、过零控制电路以及光电隔离电路。
3.根据权利要求1所述的动态复合开关，其特征在于：所述开关电路中至少包括一个开关部件。
4.根据权利要求1所述的动态复合开关，其特征在于：所述开关电路中的开关部件为三个，分别对应三相电路的三个相线。
5.根据权利要求1所述的动态复合开关，其特征在于：所述可控硅元件旁边设有可控硅触发电路。
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