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自動無功補償用複合開關電路

 發布時間:2018-06-20

跟着電網供電的日趨嚴重,進一步發掘供電潛能,節能降耗,已是擺在供電部分和用電客戶面前的一個亟待處理的問題。對低壓配電變壓器來講,對其加裝主動無功補償設備是一種有用的節能降耗辦法。在上一代的無功補償操控設備中,為避免在電壓峰值處投入電容,一般選用具有過零觸發的固态繼電器作為其功率開關器材,但固态繼電器卻有如下缺陷:1.固态繼電器導通時,其結壓降約為2.3V,但流過的電流卻為數十安,因而,一個固态繼電器導通時将發作幾十瓦的功耗,三相将發作近200W的功耗。無功補償一般要補償2~6組電容,故一切固态繼電器的功耗将超越1000W。為此,不但需求在主動無功補償設備中加足夠大的散熱器,還要加裝電扇進行散熱。不然,過高的溫度會使固态繼電器損壞。2.易受溫度及輻射的影響,參數穩定性較差,對瞬變幹擾比較敏感,需求加裝維護器材。3.當被投切的電容發作短路毛病時,固态繼電器一般因過流而損壞。4.當電網電壓因諧波而俄然升高時,固态繼電器也易損壞。


  這樣導題是産品可緻的突出問靠性差,功率開關器材和補償電容簡單損壞,投資收益比高,直接影響了該産品的推行。為戰勝這一問題,咱們規劃了主動無功補償設備專用的複合開關,很好地處理了這一問題。


  所謂複合開關,就是将固态繼電器和溝通接觸器按必定時序合作下有序作業的兩個功率開關。固态繼電器的長處是過零觸發,對補償電容的沖擊小,缺陷是其導通時功耗大;溝通接觸器的長處是其導通時功耗小,缺陷是不能保證過零導通。咱們取兩者之長處,回避其缺陷,所制造的複合開關就能保證不但能過零觸發,對補償電容的沖擊小,并且導通時功耗小。省掉了無功補償設備中的粗笨的散熱器和電扇,降低了本錢。


  具體作業過程如圖示,當需求投入補償電容C1時,主動無功補償設備宣布一個操控信号經電阻R1、D2、R12輸入到CPUU4P89LPC901的4腳,即管腳P1.5,該管腳的功用為:它可作為低有用複位輸入或數字輸進口。當UCFGl寄存器中的位RPE(複位管腳使能)置位時,使能P1.5的外部複位輸入功用。當清零時,P1.5可作為一個輸入管腳。在上電過程中,連接到該管腳的外部電路不該将其拉低,不然将使器材一向處于複位狀況。在上電完結之後,該管腳可根據RPE位的狀況作為數字輸進口。隻要上電複位會暫時使RPE的設定失效,其他複位源無法影響RPE位的設定。電阻R12大将有近4V的直流電壓作為一個輸入信号,告訴CPU:主動無功補償設備宣布閉合複合開關的指令。CPU接收到這一信号後,令2、5腳輸出0,3腳輸出1,使U1導通,觸發雙向可控矽Q5在溝通電壓過零處導通,補償電容C1投入運轉;延時1秒令腳輸出1,Q3導通,繼電器J得電,常開觸點閉合,因溝通接觸器線圈上加有溝通電而動作,其常開觸點閉合,也将補償電容C1投入運轉;延時1秒後,U4的4腳變為零,U1截止,可控矽Q5也截止,這樣,複合開關導通時的大部分時刻内是溝通接觸器的常開觸點在導通,而可控矽隻是在複合開關導通瞬間動作一下,時刻很短,功耗很小,故不需求散熱。當主動無功補償設備撤消操控信号時,U4的4腳變為低電平,CPU将令U1導通,可控矽Q5導通,延時1秒後,2腳由高變低,Q3截止,繼電器J失電,溝通接觸器與補償電容C1斷開,但此時補償電容C1經過可控矽Q5持續運轉。


  延時1秒後,CPU令3.5腳輸出0,U1截止,Q5将在電流過零處與補償電容C1斷開。補償電容C1退出運轉。


  因為主動無功補償設備與CPU(U4)共地,D2是為避免因操控信号接反而損壞複合開關的内部電路。可控矽對外界觸發十分敏感,為進步操控的可靠性,特别是防止開機沖擊,在選用平衡驅動技術,即光耦的導通需求CPU的3.5腳一起輸出有用信号才能使光耦U1和可控矽Q5導通。不然任何一腳上的幹擾信号都不能使其導通。當線路溝通電壓過高時,U4的#腳電壓就會高于7腳電壓,U4的内部電壓比較器動作,它将經過軟件迫使2.3.5!腳輸出0,使可控矽和溝通接觸器都與補償電容C1斷開,然後起到過壓維護的作用。不然,過高的電壓會損壞可控矽Q5和電容C1。U4的直流作業電壓為3~6V,二極管D5、D6起降壓作用。在上電複位時,U4的各口的鎖存器裝備為無内部上拉的的輸入模式,故在開機時,U4的腳一般不會瞬時輸出一個脈沖使Q3導通,為了保險,加下拉電阻R10。


  補償電容C1的單位為kVAR,它是根據高壓電容在額外工頻、額外電壓下發作的無功功率來标定的。kVAR=314U2C(U為電容C上的額外電壓,單位為V,C為電容容量,單位為F)。



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