CN208337164U - 电容器投切复合开关控制模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及矿热炉低压侧无功补偿***领域，具体涉及无功补偿器的控制模块，其提供一种电容器投切复合开关控制模块，包括晶闸管、接触器，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有过零检测电路、晶闸管驱动电路以及接触器推动电路；所述过零检测电路用于实现电压过零投入与电流过零切除；其中，所述PLC控制器根据过零检测电路反馈的采集信号控制晶闸管驱动电路驱动晶闸管的触发以及接触器推动电路驱动接触器的触发，实现电容器的投入与切除。本实用新型的有益效果是结合接触器与晶闸管两种方式的优点，具有晶闸管的电压过零检测以及接触器吸合后的压降为零，发热量小，不需要冷却***的特点。

Description

电容器投切复合开关控制模块

技术领域

本实用新型涉及矿热炉低压侧无功补偿***领域，具体涉及无功补偿器的控制模块。

背景技术

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉，矿热炉的结构以及工作特点决定了变压器多处于无功运行状态，其短网上大量的无功消耗及由此产生的大幅度的工作电压降是导致低产量，高电耗的主要原因。短网的低电压大电流特征决定了短网会产生大量的无功功率，无功功率会严重占用变压器荷载，制约了变压器输送有功的能力，致使炉变功率因数较低，一般都在0.6～0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，产生大量的无用功，还会被电力部门加收额外的电力罚款，使三相间的电力不平衡加大，导致冶炼效率低下，电耗增高；再加上矿热炉变压器的短网布置长度不等，冶炼造成的三相功率不平衡和冶炼电弧变化所产生的无功在炉变和短网、变压器、供电网络上流转，加剧了整个矿热炉的无功损耗。为了减少电网的损耗，提高供电质量，供电局要求用电企业的功率因数要在0.9以上，否则要对用电企业处以高额罚款。同时功率因数偏低，也会降低矿热炉的进线电压，影响电石的冶炼。故目前国内外大容量矿热炉都要加装无功补偿装置，以提高矿热炉的功率因数。

目前作为控制器开关的有真空接触器和晶闸管，其中真空接触器的特点是接触器触点放到真空管中，可防止接触器吸合及断开时的打火和拉弧现象，但不具备电压过零检测机制，在接触器吸合时产生较大的电流冲击，对电容寿命造成影响。采用晶闸管作为电容器投切器件，特点是具有电压过零投入，电流过零切除的控制机制，在电容器投入时因为电压为零、不会产生冲击电流、不产生拉弧现象(由于晶闸管属于无触点半导体器件)、投切反应时间快(毫秒级)等，同时由于是半导体器件的特性，晶闸管投入后存在压降，自身损耗大、发热大，因此需要对晶闸管进特冷却控制，一般采用循环水冷。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种电容器投切复合开关控制模块，可实现电容器投入和切除的自动控制。

本实用新型提供一种电容器投切复合开关控制模块，包括晶闸管、接触器，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有过零检测电路、晶闸管驱动电路以及接触器推动电路；所述过零检测电路用于检测过零信号；其中，所述PLC控制器根据过零检测电路反馈的过零信号控制晶闸管驱动电路驱动晶闸管的触发以及接触器推动电路驱动接触器的触发，实现电容器的投入与切除。

进一步的，所述过零检测电路包括电流过零检测电路和电压过零检测电路，所述电流过零检测电路用于采集电流信号，检测所述采集电流信号是否过零点；所述电压过零检测电路用于采集电压信号，检测所述采集电压信号是否过零点，以实现电压过零投入与电流过零切除。

进一步的，所述电压过零检测电路使用至少两个同步电压互感器对低压短网电压波形进行采样。

进一步的，将所述低压短网电压采样后的波形经光电隔离转换为脉冲信号进行电压过零检测。

进一步的，检测到电压过零信号时，将该电压过零信号送入PLC控制器。

进一步的，接收到所述电压过零信号后，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其导通，延时一定时间后，PLC控制器控制接触器推动电路驱动接触器吸合，所述接触器吸合完成后延时一定时间后关闭晶闸管。

进一步的，所述电流过零检测电路进行电容投入过程中电流过零检测，若所述PLC控制器接收到电流过零信号，执行电容器切除指令；否则，继续执行当前操作。

进一步的，执行所述电容器切除指令时，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其再次导通，延时一定时间后，PLC控制器控制接触器释放，所述接触器释放并延时完成后关断晶闸管。

进一步的，所述PLC控制器设置有外部功能端子，用于检测接触器的吸合或释放状态。

本实用新型具有的有益效果：结合真空接触器与晶闸管两种方式的优点，具有电压过零投入，电流过零切除控制机制，在电容器投入时因为电压为零、不会产生冲击电流、不产生拉弧现象、投切反应时间快，可实现电容器投入和切除的自动控制。

附图说明

图1为本实用新型电容器投切复合开关控制模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种电容器投切复合开关控制模块，包括晶闸管、接触器，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有过零检测电路、晶闸管驱动电路以及接触器推动电路；所述过零检测电路用于检测过零信号；其中，所述PLC控制器根据过零检测电路反馈的过零信号控制晶闸管驱动电路驱动晶闸管的触发以及接触器推动电路驱动接触器的触发，接触器触点是并联在晶闸管两端的，实现电容器的投入与切除。该模块具有晶闸管的电压过零检测以及接触器吸合后的压降为零，发热量小，不需要冷却***的特点。

进一步的，所述过零检测电路包括电流过零检测电路和电压过零检测电路，所述电流过零检测电路用于采集电流信号，检测所述采集电流信号是否过零点；所述电压过零检测电路用于采集电压信号，检测所述采集电压信号是否过零点，以实现电压过零投入与电流过零切除；其中，电压过零检测电路使用至少两个同步电压互感器对低压短网电压波形进行采样，且将所述低压短网电压采样后的波形经光电隔离转换为脉冲信号进行电压过零检测，检测到电压过零信号时，将该电压过零信号送入PLC控制器。该模块具备电压过零检测机制，在接触器吸合时不会产生较大的电流冲击，增加电容器的使用寿命。

其中，接收到所述电压过零检测信号，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其导通，延时50秒后，PLC控制器控制接触器推动电路驱动接触器吸合，并通过外部功能端子检测接触器吸合状态，所述接触器吸合完成后延时40秒后关闭晶闸管。由于晶闸管导通压降只有1至2V电压，接触器在吸合时不会产生打火现象。

进一步的，所述电流过零检测电路进行电容投入过程中电流过零检测，若所述PLC控制器接收到电流过零信号，执行电容器切除指令；否则，继续执行当前操作。

进一步的，执行所述电容器切除指令时，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其再次导通，延时60秒后，PLC控制器控制接触器释放，并通过外部功能端子检测接触器是否完全释放，所述接触器释放并延时完成后关断晶闸管。接触器在释放时不会产生拉弧，从而解决了接触器寿命短的问题同时保护电容器免受大电流冲击。

进一步的，所述PLC控制器设置有外部功能端子，用于检测接触器的吸合或释放状态。

该设计使得成套设备成本降低，更符合矿热炉低补的需求：采用控制单元与执行器件分离方式，执行器件的电流不受限制，可单路投切更多的电容器，市面上采用是一体封装形式，电流有限最大投切不超过100kVar电容器组，使用时需进行多组拆分，数量多，安装复杂。

Claims (9)

1.电容器投切复合开关控制模块，包括晶闸管、接触器，其特征在于，还包括PLC控制器，所述PLC控制器分别连接有过零检测电路、晶闸管驱动电路以及接触器推动电路；所述过零检测电路用于检测过零信号；其中，所述PLC控制器根据过零检测电路反馈的过零信号控制晶闸管驱动电路驱动晶闸管的触发以及接触器推动电路驱动接触器的触发，实现电容器的投入与切除。

2.如权利要求1所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，所述过零检测电路包括电流过零检测电路和电压过零检测电路，所述电流过零检测电路用于采集电流信号，检测所述采集电流信号是否过零点；所述电压过零检测电路用于采集电压信号，检测所述采集电压信号是否过零点，以实现电压过零投入与电流过零切除。

3.如权利要求2所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，所述电压过零检测电路使用至少两个同步电压互感器对低压短网电压波形进行采样。

4.如权利要求3所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，将所述低压短网电压采样后的波形经光电隔离转换为脉冲信号进行电压过零检测。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，检测到电压过零信号时，将该电压过零信号送入PLC控制器。

6.如权利要求5所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，接收到所述电压过零信号后，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其导通，延时一定时间后，PLC控制器控制接触器推动电路驱动接触器吸合，所述接触器吸合完成后延时一定时间后关闭晶闸管。

7.如权利要求2所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，所述电流过零检测电路进行电容投入过程中电流过零检测，若所述PLC控制器接收到电流过零信号，执行电容器切除指令；否则，继续执行当前操作。

8.如权利要求7所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，执行所述电容器切除指令时，所述PLC控制器控制驱动电路驱动晶闸管使其再次导通，延时一定时间后，PLC控制器控制接触器释放，所述接触器释放并延时完成后关断晶闸管。

9.如权利要求1所述的电容器投切复合开关控制模块，其特征在于，所述PLC控制器设置有外部功能端子，用于检测接触器的吸合或释放状态。