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自动无功补偿用复合开关电路

 发布时间:2018-06-20

跟着电网供电的日趋严重,进一步发掘供电潜能,节能降耗,已是摆在供电部分和用电客户面前的一个亟待处理的问题。对低压配电变压器来讲,对其加装主动无功补偿设备是一种有用的节能降耗办法。在上一代的无功补偿操控设备中,为避免在电压峰值处投入电容,一般选用具有过零触发的固态继电器作为其功率开关器材,但固态继电器却有如下缺陷:1.固态继电器导通时,其结压降约为2.3V,但流过的电流却为数十安,因而,一个固态继电器导通时将发作几十瓦的功耗,三相将发作近200W的功耗。无功补偿一般要补偿2~6组电容,故一切固态继电器的功耗将超越1000W。为此,不但需求在主动无功补偿设备中加足够大的散热器,还要加装电扇进行散热。不然,过高的温度会使固态继电器损坏。2.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,需求加装维护器材。3.当被投切的电容发作短路毛病时,固态继电器一般因过流而损坏。4.当电网电压因谐波而俄然升高时,固态继电器也易损坏。


  这样导题是产品可致的突出问靠性差,功率开关器材和补偿电容简单损坏,投资收益比高,直接影响了该产品的推行。为战胜这一问题,咱们规划了主动无功补偿设备专用的复合开关,很好地处理了这一问题。


  所谓复合开关,就是将固态继电器和沟通接触器按必定时序合作下有序作业的两个功率开关。固态继电器的长处是过零触发,对补偿电容的冲击小,缺陷是其导通时功耗大;沟通接触器的长处是其导通时功耗小,缺陷是不能保证过零导通。咱们取两者之长处,回避其缺陷,所制造的复合开关就能保证不但能过零触发,对补偿电容的冲击小,并且导通时功耗小。省掉了无功补偿设备中的粗笨的散热器和电扇,降低了本钱。


  具体作业过程如图示,当需求投入补偿电容C1时,主动无功补偿设备宣布一个操控信号经电阻R1、D2、R12输入到CPUU4P89LPC901的4脚,即管脚P1.5,该管脚的功用为:它可作为低有用复位输入或数字输进口。当UCFGl寄存器中的位RPE(复位管脚使能)置位时,使能P1.5的外部复位输入功用。当清零时,P1.5可作为一个输入管脚。在上电过程中,连接到该管脚的外部电路不该将其拉低,不然将使器材一向处于复位状况。在上电完结之后,该管脚可根据RPE位的状况作为数字输进口。只要上电复位会暂时使RPE的设定失效,其他复位源无法影响RPE位的设定。电阻R12大将有近4V的直流电压作为一个输入信号,告诉CPU:主动无功补偿设备宣布闭合复合开关的指令。CPU接收到这一信号后,令2、5脚输出0,3脚输出1,使U1导通,触发双向可控硅Q5在沟通电压过零处导通,补偿电容C1投入运转;延时1秒令脚输出1,Q3导通,继电器J得电,常开触点闭合,因沟通接触器线圈上加有沟通电而动作,其常开触点闭合,也将补偿电容C1投入运转;延时1秒后,U4的4脚变为零,U1截止,可控硅Q5也截止,这样,复合开关导通时的大部分时刻内是沟通接触器的常开触点在导通,而可控硅只是在复合开关导通瞬间动作一下,时刻很短,功耗很小,故不需求散热。当主动无功补偿设备撤消操控信号时,U4的4脚变为低电平,CPU将令U1导通,可控硅Q5导通,延时1秒后,2脚由高变低,Q3截止,继电器J失电,沟通接触器与补偿电容C1断开,但此时补偿电容C1经过可控硅Q5持续运转。


  延时1秒后,CPU令3.5脚输出0,U1截止,Q5将在电流过零处与补偿电容C1断开。补偿电容C1退出运转。


  因为主动无功补偿设备与CPU(U4)共地,D2是为避免因操控信号接反而损坏复合开关的内部电路。可控硅对外界触发十分敏感,为进步操控的可靠性,特别是防止开机冲击,在选用平衡驱动技术,即光耦的导通需求CPU的3.5脚一起输出有用信号才能使光耦U1和可控硅Q5导通。不然任何一脚上的干扰信号都不能使其导通。当线路沟通电压过高时,U4的#脚电压就会高于7脚电压,U4的内部电压比较器动作,它将经过软件迫使2.3.5!脚输出0,使可控硅和沟通接触器都与补偿电容C1断开,然后起到过压维护的作用。不然,过高的电压会损坏可控硅Q5和电容C1。U4的直流作业电压为3~6V,二极管D5、D6起降压作用。在上电复位时,U4的各口的锁存器装备为无内部上拉的的输入模式,故在开机时,U4的脚一般不会瞬时输出一个脉冲使Q3导通,为了保险,加下拉电阻R10。


  补偿电容C1的单位为kVAR,它是根据高压电容在额外工频、额外电压下发作的无功功率来标定的。kVAR=314U2C(U为电容C上的额外电压,单位为V,C为电容容量,单位为F)。



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