專利名稱：無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無功補(bǔ)償是在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。無功補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗， 使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置由斷路器、接觸器、熱繼電器、電容器等器件組成，采用普通三相、大容量的電容器進(jìn)行三相共補(bǔ)方式投切。這類補(bǔ)償裝置在電容器的投切過程中存在嚴(yán)重的合閘涌流，產(chǎn)生投切振蕩，接觸器主觸頭易燒毀，大大減少了電容器的使用壽命。近年來，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，以及各種相應(yīng)保護(hù)功能的不斷完善，復(fù)合投切開關(guān)以其優(yōu)越的開關(guān)特性在無功補(bǔ)償及濾波裝置中逐步替代了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置中接觸器的位置。復(fù)合投切開關(guān)利用晶閘管等電子器件無觸點(diǎn)的特性，使其在投切電容器過程中無火花， 不產(chǎn)生涌流，無投切振蕩，無噪聲，響應(yīng)速度快(在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷)，效率高，成本低， 這一系列的優(yōu)點(diǎn)使得復(fù)合投切開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償裝置中得到廣泛的應(yīng)用。但是作為復(fù)合投切開關(guān)主要構(gòu)成原件的晶閘管等電子器件同時(shí)也具有過載能力差的缺點(diǎn)，如果出現(xiàn)過載或一瞬間的短路，便有可能使其擊穿。因此在應(yīng)用時(shí)對(duì)其保護(hù)功能也特別的重視。目前一般是在主回路中串入快速熔斷器，在出現(xiàn)故障的情況下快速斷開主回路，保證復(fù)合投切開關(guān)不被燒毀，同時(shí)也能保證整個(gè)設(shè)備的安全應(yīng)用。如圖1所示傳統(tǒng)的多回路補(bǔ)償結(jié)構(gòu)示意圖，圖中FU為快速熔斷器，K為復(fù)合投切開關(guān)，C為三相電容器，L為電抗器。在復(fù)合投切開關(guān)K中，V為公共端正極輸入，N為復(fù)合投切開關(guān)的零線輸入端，Kl為負(fù)極控制信號(hào)。由圖1可以看出，三相電容器C實(shí)際上是將三只單相電容器在內(nèi)部通過三角形接法接成三角形，再引出A、B、C三相端子。由此可知當(dāng)任一支路中的某一相(或者兩相)出現(xiàn)短路故障，其連接的快速熔斷器FU立即斷開，那么這一相(或者兩相)的電容器將無法再投入，但無功補(bǔ)償控制儀無法檢測(cè)到這一情況，仍會(huì)對(duì)其余兩相(或一相)的電容器給出投入信號(hào)，這樣就會(huì)造成系統(tǒng)電壓或電流的三相不平衡，產(chǎn)生多種危害，包括1、無功補(bǔ)償裝置中串聯(lián)的三相鐵芯電抗器缺相運(yùn)行，產(chǎn)生嘯叫，同時(shí)因?yàn)槟诚噙^熱而縮短壽命、加大損耗；2、影響其余設(shè)備正常運(yùn)行，比如旋轉(zhuǎn)電機(jī)在不對(duì)稱狀態(tài)下運(yùn)行，會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加損耗及發(fā)熱，從而引起電機(jī)整體或局部升溫，此外反向磁場(chǎng)產(chǎn)生附加力矩會(huì)使電機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)；3、降低系統(tǒng)容量的利用率，增加系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，降低電網(wǎng)能量傳輸效率；4、引起以負(fù)序分量為啟動(dòng)元件的多種保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作，直接威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
目前采用的補(bǔ)償控制儀，雖然能檢測(cè)到整個(gè)系統(tǒng)的缺相情況，具備缺相保護(hù)功能， 但對(duì)于這種某一支路所發(fā)生的小范圍缺相是不具備檢測(cè)和保護(hù)能力的，因此在設(shè)計(jì)無功補(bǔ)償裝置的時(shí)候，必須要解決在發(fā)生這類故障時(shí)，能迅速的把發(fā)生缺相支路的電容器全部切除，以消除隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，在當(dāng)任一支路的任一相發(fā)生故障時(shí)，能夠快速斷開補(bǔ)償控制儀與復(fù)合投切開關(guān)之間對(duì)該支路的控制，使該支路在故障排除前將不能再進(jìn)行投入。解決因缺相造成的電容器三相投入不平衡而造成電壓、電流不平衡的現(xiàn)象，同時(shí)也消除因電壓、電流不平衡而造成的一系列危害。本發(fā)明的無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括與三相電源連接的復(fù)合投切開關(guān)， 還包括三個(gè)帶有輔助觸點(diǎn)的熔斷器，將所述的三個(gè)熔斷器的常閉輔助觸點(diǎn)依次串聯(lián)后，首尾引出端子分別連接復(fù)合投切開關(guān)公共正極輸入端和三相電源，使復(fù)合投切開關(guān)、三個(gè)輔助觸點(diǎn)熔斷器和三相電源之間串聯(lián)成回路。熔斷器的輔助觸點(diǎn)分為常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，工作原理為當(dāng)熔斷器正常時(shí)，其常開觸點(diǎn)是斷開的，常閉觸點(diǎn)是接通的。當(dāng)熔斷器熔斷后，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，即常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)狀態(tài)互換。本發(fā)明通過把與A、B、C三相對(duì)應(yīng)的三只熔斷器的常閉輔助觸點(diǎn)依次串聯(lián)起來并與復(fù)合投切開關(guān)串接成回路，當(dāng)其中任一只熔斷器因電流過載等原因熔斷后，其常閉點(diǎn)斷開，串聯(lián)回路也就斷開了，整個(gè)回路也就不能正常通信了，由此起到斷開該條支路的控制回路的作用。進(jìn)一步的方案為，還包括有補(bǔ)償控制儀，所述的復(fù)合投切開關(guān)的負(fù)極控制信號(hào)端與補(bǔ)償控制儀的控制信號(hào)輸出端連接，所述三個(gè)熔斷器所串聯(lián)的三個(gè)輔助觸點(diǎn)是通過補(bǔ)償控制儀的公共端與三相電源連接。通過補(bǔ)償控制儀的公共端輸出來控制熔斷器是否熔斷。補(bǔ)償控制儀通過采集三相電源的電流電壓信號(hào)，分析出當(dāng)時(shí)的功率因數(shù)。如果功率因數(shù)達(dá)不到要求，則需要投入電容進(jìn)行補(bǔ)償，這時(shí)補(bǔ)償控制儀發(fā)出信號(hào)給對(duì)應(yīng)的輸出端， 對(duì)應(yīng)的復(fù)合投切開關(guān)接收到該信號(hào)后，導(dǎo)通復(fù)合投切開關(guān)，這一支路電容也就投入補(bǔ)償。進(jìn)一步的，所述補(bǔ)償控制儀的電流輸入端連接有電流互感器。補(bǔ)償控制儀需要采集三相電源的電壓和電流才能計(jì)算分析出當(dāng)時(shí)的功率因數(shù)，從而根據(jù)當(dāng)時(shí)的功率因數(shù)的高低而發(fā)出控制信號(hào)。電壓信號(hào)的采集是通過直接接入A、B、C三相的電壓完成，電流信號(hào)則通過電流互感器采集。通過本發(fā)明的無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠在當(dāng)任一支路的任一相發(fā)生故障后，快速斷開補(bǔ)償控制儀與復(fù)合投切開關(guān)之間對(duì)該支路的控制，使該支路在故障排除前將不能再進(jìn)行投入。能夠很好的解決因缺相造成的電容器三相投入不平衡而造成電壓、電流不平衡的現(xiàn)象，同時(shí)也消除了因此而造成的一系列危害。以下結(jié)合由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是傳統(tǒng)多回路無功補(bǔ)償裝置的其中一個(gè)支路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示的本發(fā)明無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括補(bǔ)償控制儀JK和與三相電源A、B、C連接的復(fù)合投切開關(guān)K，復(fù)合投切開關(guān)K的輸入端口 Al、Bi、Cl和輸出端口 A2、 B2、C2分別對(duì)應(yīng)三相電源的輸入和輸出，V為復(fù)合投切開關(guān)K的公共端正極輸入，N為復(fù)合投切開關(guān)的零線輸入端，Kl為負(fù)極控制信號(hào)端。在復(fù)合投切開關(guān)K與三相電源之間串聯(lián)有快速熔斷器FU和電抗器L。還包括三個(gè)帶有輔助觸點(diǎn)的熔斷器，分別為第一熔斷器al、第二熔斷器a2和第三熔斷器a3，將所述的三個(gè)熔斷器al a3的常閉輔助觸點(diǎn)依次串聯(lián)后， 首尾引出端子分別連接補(bǔ)償控制儀JK的公共端Vl和復(fù)合投切開關(guān)K的公共正極輸入端V， 使復(fù)合投切開關(guān)K、三個(gè)熔斷器al a3和補(bǔ)償控制儀JK之間串聯(lián)成回路。補(bǔ)償控制儀JK中端口 Ub和Uc分別對(duì)應(yīng)三相電源B、C的電壓輸入(或端口 Ua、 Wk Uc對(duì)應(yīng)連接三相電源A、B、C)，端口 Ia和接地端口 h連接有電流互感器TA，對(duì)應(yīng)A相電源的電流輸入(或Ia、Ib、Ic、In連接電流互感器TA)。端口 1 12為控制信號(hào)輸出端， 可以分別對(duì)應(yīng)連接多個(gè)支路的復(fù)合投切開關(guān)K的負(fù)極控制信號(hào)端Kl。補(bǔ)償控制儀JK通過采集A相、B相和C相電源的電流/電壓信號(hào)，分析出當(dāng)時(shí)的功率因數(shù)。如果功率因數(shù)達(dá)不到要求，則需要投入電容進(jìn)行補(bǔ)償，這時(shí)補(bǔ)償控制儀JK發(fā)出控制信號(hào)給對(duì)應(yīng)的輸出端，對(duì)應(yīng)的復(fù)合投切開關(guān)K接收到該信號(hào)后，進(jìn)行導(dǎo)通，這一支路電容也就投入補(bǔ)償。當(dāng)任一相(或兩相)出現(xiàn)故障后，該相所對(duì)應(yīng)的熔斷器立刻被斷開，其常閉輔助觸點(diǎn)也斷開，補(bǔ)償控制儀JK與該支路復(fù)合投切開關(guān)K之間的控制回路也處于斷開狀態(tài)，這樣即使補(bǔ)償控制儀JK發(fā)出了投入信號(hào)，該支路的復(fù)合投切開關(guān)K也接收不到，該支路也就無法進(jìn)行投切。只有當(dāng)排除故障后，將壞掉的熔斷器更換，重新連接好控制回路，補(bǔ)償控制儀JK才能對(duì)該支路發(fā)出有效的投入信號(hào)，讓這組電容器投入運(yùn)行。整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，不會(huì)占用補(bǔ)償裝置的空間，基本不增加成本，同時(shí)也很好的解決因缺相造成的電容器三相投入不平衡而造成電壓、電流不平衡的現(xiàn)象，消除了因此而造成的一系列危害。
權(quán)利要求
1.無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括與三相電源連接的復(fù)合投切開關(guān)，其特征為 還包括三個(gè)帶有輔助觸點(diǎn)的熔斷器，將所述的三個(gè)熔斷器的常閉輔助觸點(diǎn)依次串聯(lián)后，首尾引出端子分別連接復(fù)合投切開關(guān)公共正極輸入端和三相電源，使復(fù)合投切開關(guān)、三個(gè)輔助觸點(diǎn)熔斷器和三相電源之間串聯(lián)成回路。
2.如權(quán)利要求1所述的無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征為還包括有補(bǔ)償控制儀，所述的復(fù)合投切開關(guān)的負(fù)極控制信號(hào)端與補(bǔ)償控制儀的控制信號(hào)輸出端連接，所述三個(gè)熔斷器所串聯(lián)的三個(gè)輔助觸點(diǎn)是通過補(bǔ)償控制儀的公共端與三相電源連接。
3.如權(quán)利要求2所述的無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征為所述補(bǔ)償控制儀的電流輸入端連接有電流互感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括與三相電源連接的復(fù)合投切開關(guān)，還包括三個(gè)帶有輔助觸點(diǎn)的熔斷器，將所述的三個(gè)熔斷器的常閉輔助觸點(diǎn)依次串聯(lián)后，首尾引出端子分別連接復(fù)合投切開關(guān)公共正極輸入端和三相電源，使復(fù)合投切開關(guān)、三個(gè)輔助觸點(diǎn)熔斷器和三相電源之間串聯(lián)成回路。本發(fā)明的無功補(bǔ)償裝置的缺相保護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠在當(dāng)任一支路的任一相發(fā)生故障后，快速斷開補(bǔ)償控制儀與復(fù)合投切開關(guān)之間對(duì)該支路的控制，能夠很好的解決因缺相造成的電容器三相投入不平衡而造成電壓、電流不平衡的現(xiàn)象，同時(shí)也消除了因此而造成的一系列危害。
文檔編號(hào)H02H3/253GK102222878SQ20111016504
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者方宏 申請(qǐng)人:樂山晟嘉電氣有限公司